小智科普丨 什么是电池管理系统BMS

传统能源和短缺以及对环境保护的客观要求下，新能源汽车成为了未来汽车的发展方向。*近几年新能源汽车产业进入快速发展轨道，2021年全球新能源汽车销量675万辆，同比增长108%，其中新能源汽车销量领衔全球达到339.5万辆，同比增长155%。在新能源汽车的快速发展过程中，电池管理系统（BMS）作为核心的技术发挥着举足轻重的作用。

丨BMS
电池管理系统（BMS）是连接车载动力电池和电动汽车的重要纽带。BMS实时采集、处理、存储电池组运行过程中的重要信息，与外部设备如整车控制器交换信息，解决锂电池系统中安全性、可用性、易用性、使用寿命等关键问题。主要作用是为了能够提高电池的利用率，防止电池出现过度充电和过度放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。通俗的讲，就是一套管理、控制、使用电池组的系统。

丨电池为何需要管理

电池不是直接接上电机供电就可以了吗？还需要管理？要管理些什么东西呢？首先，电池是一个非常娇气的东西。它的容量并不是恒定不变的，会随着生命周期里的不断充电放电而持续衰减，而衰减的速度与很多因素有关，譬如是否被过度充放电、环境温度是否适宜、经历充放电的时间有多长等等。尤其是当下，能量密度极高的锂电池成为主流，然而它对这些因素的敏感程度更高，一旦过度充放电、或者温度过高过低，都会严重影响电池寿命，甚至造成*损坏。

而且，一台电动车采用的不是单节电池，而是由很多电芯通过串联、并联等方式组合起来的封装电池组。驱动车辆的电机所需要的电压，要远远高于单独一颗电芯的电压，达到预定续航里程所需的电量也是一样。所以就要先通过多颗电芯串联，达到预定的设计电压；然后再对这些串联的电芯组进行并联，达到预定的设计容量，*终封装成一个大电池组。按理来说整个电池组里每个电芯都应该是一样的，然而，由于每个电芯自身的差异，以及实际所处的位置不一造成散热条件的不同等问题，电芯的工作状况都不一样。

【只要一节电芯过充或者过放，这个电池组就会出问题，这与一个木桶装水的能力由*短的那块木板决定是一个道理。所以，对单一节电芯进行监控、管理就很有必要了——这也就是BMS存在的意义。】

丨BMS系统架构
1、主板：收集来自各从板的采样信息，通过低压电气接口与整车进行通讯，控制BDU内的继电器动作，实施监控电池的各项状态，保证电池在充放电过程中的安全使用；
2、从板：监控模组的单体电压、单体温度等信息，将信息传输给主板，具备电池均衡功能，从板与主板的通讯方式通常是CAN通讯或者菊花链通讯；
3、BDU：通过高压电气接口与整车高压负载和快充线束连接，包含预充电路、正继电器、负继电器、快充继电器等，受主板控制；
4、高压控制板：可集成在主板，也可独立出来，实时监控着电池包的电压电流，同时还包含预充检测和绝缘检测功能。

丨BMS主要功能
1、实时通讯：在电池的工作过程中，对电池的电压、温度、工作电流、电池电量等一系列电池相关参数进行实时监控或计算。
2、保护功能：根据读取电池工作状态、参数判断目前电池的状态，以进行相应的保护操作，防止电池过充或过放。
3、电压、温度检测：通过BMS内部的测量传感器，将单个电芯的电压值、温度值进行采集。
4、充放电管理：通过充放电策略根据采集到的电压和温度采用不同的工作状态设置电池的*充电或放电曲线
5、均衡管理：根据均衡策略，将一致性较差的电池电量通过电量转移或直接通过电阻释放电能的方式将电池拉到同一水平线。
6、SOC计算：电压法根据锂电池SOC电压-容量模型进行SOC 估算。
7、其他功能

丨NGI-BMS测试解决方案

 电池管理系统（Battery Management System，简称BMS）不仅对电池电压、电流、温度等参数实时监视，同时兼顾 电池充放过程中漏电检测、热管理、电池均衡管理、报警提醒、SOC计算、SOH状态报告等功能，使电池时刻处于安全 可控的充放电使用过程中，大大提高了电池在实际使用过程中的循环寿命。因此各BMS厂商对BMS研发、测试、生产等 环节的检测极为重视。

NGI结合多年电池充放电测试和新能源汽车测试经验推出完整的BMS测试解决方案，是BMS研发生产测试*。 NGI-BMS测试系统均采用NGI研发的测试仪器搭建而成，设备外形、通讯协议、通讯接口等都采用统一标准，无论是扩展性还是可维护性都非常高。

 

NGI-BMS测试系统采用如下架构，针对BMS的各个功能，采用针对性的仪器进行数据仿真模拟，用来测试BMS是否能按先前预想设计的要求进行工作。该BMS测试系统提供BMS全生命周期完整解决方案，可提供单体电池电压模拟、单体电池电流模拟、单体电池内阻模拟、电池主动均衡、电池被动均衡、温度信号模拟、电池充放电曲线模拟、SOC曲线模拟、充放电压模拟、充放电流模拟、IO信号模拟等测试功能，广泛应用于电动汽车厂、电池模组生产厂家、BMS 制造厂家、储能系统厂家等。