动力电池管理系统的组成和功能详细介绍

动力电池管理系统（BMS）作为实时监控、自动均衡、智能充放电的电子系统，起到保障安全、延长寿命、估算剩余电量等重要功能，是动力和储能电池组中不可或缺的重要部件。BMS对电池组进行安全监控及有效管理，提高电池的使用效率，达到增加续驶里程、延长其使用寿命、降低运行成本的目的，进一步提高电池组的可靠性，对于电动汽车的整车控制、安全管理以及提高可靠性具有重要意义。

电池管理系统包括数据采集、电池状态估计、能量管理、热管理、安全管理和通信功能等。

（1）数据采集

电池管理系统的所有算法均以采集的动力电池数据作为输入，采样速率、精度和前置滤波特性是影响电池系统性能的重要指标。电动汽车电池管理系统的采样速率一般要求大于20Hz。

（2）电池状态计算

电池状态计算主要包括电池荷电状态（State of Charge，SOC）和电池组健康状态（State of Health，SOH）两方面。SOC用来提示动力电池组剩余电量，是计算和估计电动汽车续驶里程的基础。SOH用来提示电池技术状态、预计可用寿命等健康状态的参数。

SOC是防止动力电池过充电和过放电的主要依据，只有准确估计电池组的SOC才能有效提高动力电池组的利用效率，保证动力电池组的使用寿命。在电动汽车中，准确估计动力电池SOC，可以保护动力电池，提高整车性能，降低对动力电池的要求以及提高经济性等。

（3）能量管理

能量管理主要包括两部分：①以电流、电压、温度、SOC和SOH为输入进行充电过程控制；②以SOC、SOH和温度参数为条件进行放电功率控制。

（4）安全管理

安全管理主要用于监视电池电压、电流、温度等是否超过正常范围，防止电池组过充电、过放电。现在，在对电池组进行整组监控的同时，多数电池管理系统已经发展到对极端单体电池进行过充电、过放电、温度过高等安全状态管理。

（5）热管理

热管理主要用于电池工作温度高于适宜工作温度上限时对电池进行冷却，低于适宜工作温度下限时对电池进行加热，使电池处于适宜的工作温度范围内，并在电池工作过程中保持电池单体间温度的均衡。对于大功率放电和高温条件下使用的电池，电池的热管理尤为必要。

（6）均衡控制

电池组的工作状态由组内最差电池单体决定，电池的一致性差异直接影响电池组的性能。在电池组各个电池之间设置均衡电路、实施均衡控制是为了使各单体电池充放电的工作情况尽量一致，提高整体电池组的工作性能。

（7）通信功能

通过电池管理系统实现电池参数和信息与车载设备或非车载设备的通信，为充放电控制、整车控制提供数据依据是电池管理系统的重要功能之一。根据应用需要，数据交换可采用不同的通信接口，如模拟信号、PWM信号、CAN总线或I2C串行接口。

（8）人机接口

人机接口用于根据设计需要设置显示信息以及控制按键、旋钮等。