了解電池管理系統(tǒng)（BMS）在電動汽車中的作用

隨著全球努力解決氣候變化和環(huán)境可持續(xù)性問題，電動汽車 （EV） 已成為一線希望。這些純電動汽車標志著我們在尋找更環(huán)保、更環(huán)保的交通選擇方面取得了巨大進步。電池是決定電動汽車性能、安全性和效率的關鍵因素，是這些汽車的核心。電池管理系統(tǒng) （BMS） 是一項復雜的技術，可執(zhí)行管理此電池的復雜作。 

什么是電池管理系統(tǒng) （BMS）？ 

電池管理系統(tǒng)是一種電子系統(tǒng)，用于控制和保護可充電電池，以保證其最佳性能、使用壽命和安全性。BMS 跟蹤電池的狀況，生成輔助數(shù)據(jù)，并生成關鍵信息報告。充電狀態(tài) （SOC）、健康狀態(tài) （SOH） 和剩余容量是 BMS 跟蹤和計算的三個重要指標。此外，它還監(jiān)控電流、電壓和溫度等關鍵變量。此外，BMS 主動保護電池免受深度放電、過度充電、過熱和過流等風險。

除了提供保護外，BMS 還通過控制加熱或冷卻系統(tǒng)來調節(jié)電池的環(huán)境，以保持電池在其理想的溫度范圍內工作。電池平衡是 BMS 的另一個重要功能，它確保電池組中的每個電池均勻充電和放電，從而提高電池的整體性能和耐用性?，F(xiàn)代可充電電池的可靠性和安全性由該系統(tǒng)的廣泛監(jiān)控、報告和保護功能來維護。 

BMS 以多種方式充當電池組的“大腦”。它根據(jù)收集的信息做出判斷，這些選擇會影響電池的性能和使用壽命。如果沒有 BMS，電池可能會過度充電或過度放電，這兩者都有可能縮短其使用壽命并導致電池故障。

BMS 在電動汽車中的作用 

BMS 通常是一個嵌入式系統(tǒng)和一個專門設計的電子穩(wěn)壓器，用于監(jiān)控和控制各種電池參數(shù)（例如溫度、電壓和電流），以將電池單元保持在安全的工作范圍內。圖 1 描述了電動汽車中使用的 BMS 的整體結構。BMS 中使用的輸入、數(shù)據(jù)處理和輸出信號可用于根據(jù)架構設計描述數(shù)據(jù)流。

圖 1：電動汽車中 BMS 的內部架構

BMS 在電動汽車環(huán)境中具有許多關鍵功能，包括監(jiān)控、保護、平衡和熱管理。下面將更詳細地介紹這些函數(shù)。 

監(jiān)測 

電池的電壓、電流、溫度和 SOC 都由 BMS 持續(xù)監(jiān)控。要評估電池的性能和狀況，這些信息是必不可少的。例如，測量電池剩余電量的 SOC 對 EV 的行駛里程有直接影響。 

BMS 還跟蹤電池的 SOH，這是衡量其總體健康狀況的指標。SOH 可以對潛在的電池問題提供早期警告，從而實現(xiàn)先發(fā)制人的維護或更換有故障的電池。

保護 

BMS 可防止可能損壞電池并因此損壞汽車的問題。這些保護包括過流 （OC）、過壓 （OV）、欠壓 （UV）、過熱 （OT） 和欠溫 （UT） 情況。BMS 通過禁止電池在其安全工作區(qū) （SOA） 之外運行來保證電池的使用壽命和安全性。

 過流保護 （OCP） 可保護電池免受超過電池允許額定電流的高電流的影響，并可能導致過熱和電池損壞。為了防止電池的充電或放電超出安全范圍，否則可能導致電池壽命縮短甚至電池故障，使用了過壓保護 （OVP） 和欠壓保護 （UVP）。由于具有過熱保護 （OTP） 和欠溫保護，電池可在安全溫度范圍內工作，防止極熱或極冷的傷害。

平衡 

BMS 的另一個重要工作是電池平衡。保持所有電池的均勻充電至關重要，因為 EV 電池組由許多單獨的電池組成。BMS 通過主動或被動平衡來實現(xiàn)這一點，從而提高電池組的整體效率和耐用性。 

在主動平衡期間，電荷從高電荷電池轉移到低電荷電池，以保持所有電池的相同電荷水平。另一方面，在無源平衡中使用分流電阻器會導致來自高電荷電池的多余電荷以熱量的形式消散，而不是在電池之間轉移。通過連續(xù)充電而不耗散，低電量電池可以使用這種技術趕上。在幾個充電周期中，被動平衡通過防止任何一個電池過度充電，逐漸改善整個電池的充電均勻狀態(tài)。這兩種技術都試圖增加電池組的容量和使用壽命，但主動平衡更有效，因為它重新分配電荷而不是以熱量的形式消散。

熱管理 

BMS 對于控制電池組內部的溫度至關重要。它通過監(jiān)控溫度并根據(jù)需要部署冷卻技術來幫助防止過熱，這種情況可能會導致電池壽命縮短甚至熱失控。 

當溫度峰值導致溫度進一步升高時，就會發(fā)生一種稱為熱失控的危險情況，這可能導致無法控制的破壞性反應。BMS 可以通過監(jiān)測電池單元的溫度并根據(jù)需要采取行動來阻止熱失控并保證電池的安全運行。

電動汽車中 BMS 的未來 

隨著電動汽車技術的發(fā)展，電池管理系統(tǒng) （BMS） 變得越來越復雜。預計未來的 BMS 將包括尖端功能，例如用于更大性能優(yōu)化的預測分析、增強的安全協(xié)議以及改進的與其他車輛系統(tǒng)的集成。 

使用歷史數(shù)據(jù)和機器學習算法，預測分析對未來進行預測。這可能需要在 BMS 的背景下預測過去的性能，以預測電池的未來充電狀態(tài) （SOC） 或整體健康狀況。這將使更主動地管理電池成為可能，從而延長其使用壽命并提高 EV 的效率。 

改進的安全標準可能包括用于預測和避免潛在電池問題的更復雜的技術。這可能需要更復雜的算法來發(fā)現(xiàn)可能指向可能問題的異常情況，以及對電池狀況進行更全面的監(jiān)控。 

BMS 可以更直接地與其他 EV 系統(tǒng)（例如電機控制器或車載計算機）通信，以改善與其他車輛系統(tǒng)的集成。這可能會使汽車運行更平穩(wěn)，從而提高其有效性、性能和用戶體驗。

結論 

總之，電池管理系統(tǒng) （BMS） 是電動汽車的重要組成部分，用于管理、保護和監(jiān)控電池。了解 BMS 的性質和用途將有助于我們更好地理解為當前和未來電動汽車提供動力的錯綜復雜的技術相互作用。 

隨著我們繼續(xù)進步和擴展電動汽車的可行性極限，BMS 肯定會向前發(fā)展和改變。通過跟上這些改進，我們可以確保我們利用這項技術的潛力來創(chuàng)造更安全、更有效和更可持續(xù)的電動汽車。 

無論您是為電動汽車制造商工作、創(chuàng)建 BMS 系統(tǒng)，還是只是該技術的粉絲，了解 BMS 的功能和意義都是必不可少的。隨著我們接近電動汽車廣泛使用的未來，BMS 將繼續(xù)成為這一創(chuàng)新技術領域的關鍵組成部分。