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BMS 电池管理系统

什么是 BMS 系统

BMS的全称是电池管理系统，属于电动汽车中的一个子系统，主要作用是监测和控制电动汽车运行状况．并对储能电池进行有效管理。管理范围包括电池温度检测、充电过程监管、电量估算等方面。

BMS电池管理系统单元包括BMS电池管理系统、控制模组、显示模组、无线通信模组、电气设备、用于为电气设备供电的电池组以及用于采集电池组的电池信息的采集模组，所述BMS电池管理系统通过通信接口分别与无线通信模组及显示模组连接，所述采集模组的输出端与BMS电池管理系统的输入端连接，所述BMS电池管理系统的输出端与控制模组的输入端连接，所述控制模组分别与电池组及电气设备连接，所述BMS电池管理系统通过无线通信模块与Server服务器端连接。

如果将电动汽车中的电池组比作一支军队，那么BMS系统就是带领军队前进的领导。其存在能够使电池组运行达到事半功倍的效果。将BMS系统应用到电动汽车管理中，能够保证所有电池在可运行范围内有序工作，避免电池组出现温度过高、过充和过放等问题。

BMS 系统在电动汽车中的作用

BMS系统是电动汽车电池包中的重要组成部分同时，电池包也是为电动汽车安全运行提供动力的核心能量源。其通过金属壳体进行包络，并构成完整的电池包。近年来，在科技迅速发展背景下，电池中的电芯组成结构也积极采用了模块化设计方式，并逐 渐向集成化趋势发展，通过对电池包进行合理设计、 仿真优化，全面提高了其控制管理性能。另外，BMS系统中的电气部件和线束能够对电池连接路径进行监督控制和安全保护，有利于提高电芯管理水平，实现电动汽车通讯目标，并满足信息交换需求。在电动汽车运行中，BMS系统的主要功能是对电池状态进行监督和控制，其主要监控任务包括以下几个方面：

a. 尽可能规避电池包或电芯受各种因素影响被损坏；

b. 保证电池在合适温度和电压范围内有序工作；

c. 在保证电池运行稳定、安全基础上，为电动汽车运行提供保障。

微电网储能电池 BMS 系统

近年来随着电动汽车及电力储能行业的快速发展，不可避免的带来一些问题。锂离子电池安全性问题本质上就是电池的“热失控”，即到达一定的温度极限后，电池温度出现直线上升，进而发生燃烧爆炸的现象，另外电池的过充、过放、过流、短路及超高温充放电等还会严重影响电池的性能。因此自锂电池大规模使用起，电池保护便是必不可少的，电池管理系统（BMS）已经成为了锂离子电池的守护者。

我们项目团队致力于搭建一套完整的园区微电网发电系统，将园区内的太阳能，风能等转化为电能储存在锂电池中，并为园区用户供电。锂电池储能是整套流程的枢纽，我们需要对其进行监测保护，确保整套系统的顺利进行。因此对于整体的微电网系统，BMS对于锂电池的安全监测是整个微电网系统的核心，它为系统发电，放电和储能等过程保驾护航。

结合BMS系统运行情况来看，我们通过控制模块和监测模块对电池组进行管理。其中监测模块工作内容较为简单，即通过传感器对电池使用过程中的单体电池或电池组电流、电压、温度等信息和数据进行收集。且监测模块将分析后的数据发送至主控单元BMU，从而为电池组管理提供准确依据。

结合传感器收集到的各种数据，BMU进行电池系统BSE评估、电系统状态检测、热管理、运行管理、充电管理、以及执行对内外通信网络的管理，使BMS系统根据不同单体电池的实际情况，对电池充电进行合理分配，在充电过程中如果某一单体电池电量充满，可以及时停止，避免持续充电对电池造成损害。

同时在BMS系统运行中，我们还采用状态估算方式，掌握所有电池单体的运行状态，通过SOH、SOC等管理方式有效提高电池利用率。

储能电池 BMS 系统与动力电池 BMS 系统的互通关系

从拓扑架构上看BMS根据不同项目需求分为了集中式和分布式两类。就应用市场结构来看，目前电动汽车动力电池集中式BMS占比更高，达到55%以上，因集中式BMS结构更为简单、成本较低。而分布式BMS可复制性较高，能够满足不同领域应用需求，当然可以同时适配储能以及动力电池BMS系统。

目前主流的量产电动车型普遍开始采用了分布式的BMS架构，如BMW i3/i8/X1，Tesla Model S/X，GM Volt/Bolt等等。分布式BMS架构的优势在于可以根据不同的电池系统串并联设计进行高效的配置，BMS连接到电池之间的线束距离更短、更均匀、可靠性更高，同时也可以支持体积更大的电池系统设计。

而且对于锂电池的选择，园区微电网考虑采用了退役的电动汽车磷酸铁锂动力电池，经过无损检测和配对后，分为几组相互独立的电池组。每组分别配有直流断路器和电池管理系统（BMS)，实时监控每组电池的工作状态，并同步到微电网能源管理系统，通过数据分析可以预判电池状态，并及时调整充放电策略，为动力电池的梯次利用提供大量有价值的数据和应用经验。

BMS 在电动汽车中的发展趋势

当前BMS仍是电动汽车的核心技术之一，在新能源汽车领域应用占比达到55%左右。各主机厂、零部件供应商、科研单位等都在持续加大研发力度。在未来的电动汽车竞争中，拥有性能可靠、价格低廉的电池管理系统，是电动汽车的核心竞争力之一。

在众多的BMS架构中，分布式无疑是未来发展的趋势。而菊花链连接的分布式BMS系统,在成本上有较高的优势，未来会有越来越广泛的应用。

随着电动汽车的快速迭代，每一个车型项目重新开发BMS，在时间、成本等方面都是不可行的。基于平台化、模块化的基础上，开发出一个符合战略需要的通用化BMS,是提升产品竞争力的有效方法。