电动汽车电池管理系统技术趋势及方案精选
来源：宝鄂实业
2019-03-28 17:46
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BMS属于电池包一部分，电池包是新能源汽车核心能量源，为整车提供驱动电能，它主要通过金属材质的壳体包络构成电池包主体。模块化的结构设计实现了电芯的集成，通过热管理设计与仿真优化电池包热管理性能，电器部件及线束实现了控制系统对电池的安全保护及连接路径;通过BMS实现对电芯的管理，以及与整车的通讯及信息交换。
BMS主要作用包括：估测电池的荷电状态，检测电池的使用状态，管控电池的循环寿命。在充电过程中对电池的热管理，启停锂电池的冷却系统，同时也管理单体电池之间的均衡，防止单体电池过充过放产生危险。另外监测整个电池的健康工作状态。
目前电池管理系统有主动式均衡和被动式均衡两种管理模式。两种管理模式各有优缺点，所采用的方式普遍为采集单体电池电压，串联电流，以及温度以及电池组的电压，然后将这些信号传给运算模块进行处理发出指令，最后将整个处理的信息指令通过CAN通讯系统传送给汽车中央控制单元或整车VMS系统。
二、国内车用BMS厂家浅析
国内主流车用BMS厂家都有被动均衡技术，而且其中绝大部分都有主动均衡技术储备。在厂家给的配置单上，主动均衡是一个“选配”功能。被动均衡的BMS装机量较大，占据新能源汽车市场较高的份额，远远高于主动均衡BMS的市场份额。国内的新能源汽车主要是中低端产品，考虑到成本及配置需求方面，被动均衡相对较易接受。随着新能源汽车产品的向高端发展，对BMS的要求也越来越高，主动均衡技术将成为未来的发展趋势。
在软件方面其最核心的技术在于SOC的估测算法，电动汽车动力电池的电荷状态估测是BMS控制算法的核心所在，直接影响到电动汽车的使用寿命和运行稳定性状态。SOC 是BMS中最重要的参数，目前大部分BMS厂家的SOC估算精度是在5%以内的，部分是在8%以内。
对于BMS的技术，目前各大芯片厂家都推出了自己的解决方案，以及针对性的底层芯片，供厂家进行二次开发。常用的主流方案以及芯片有这么几个大的厂商，TI(德州仪器)、ST(意法半导体)、ADI(亚德诺)、ATMEL(艾特梅尔)、Infinen(英飞凌)、Linear(凌力尔特)、Maxim(美信)等厂家。国内的BMS企业都是在此基础上进行二次开发，包括硬件设计，软件的搭建等。
锂离子电池组包含大量的电池单元，必须正确监控才能提高电池效率，延长电池寿命确保安全性。方案中的 6 通道 AD7280A 器件充当主监控器，向系统演示平台评估板提供精确的电压测量数据，而 6 通道 AD8280 器件充当副监控器和保护系统。
AD8280 是一款用于锂离子电池组的纯硬连线安全监控器，配合 AD7280A 使用时，可提供具有可调阈值检测和共用或单独报警输出的低成本、冗余、备用电池监控器。它具有自测功能，因此适合混合动力电动汽车等高可靠性应用或者不间断电源等高压工业应用。AD7280A 和 AD8280 均从监控的电池单元获得电源。
与铅酸电池相比，锂电池的能量密度高、寿命长、体积小、重量轻等优点，被人们寄予替代铅酸电池的厚望。三年前，有业内专家预测，在制造电动车领域，锂电池在2015年可以替代大约20%的铅酸电池，五年内可以实现大约替代30%的铅酸电池。然而时值今日，锂电池实际替代铅酸电池不到10%，而未来两年内要实现目标看来是非常的艰难。据最近行业协会预测的数据显示：今年锂电车的销量约300万辆，而整个电动车产销量约3200万辆。那么锂电池替代铅酸电池的主要障碍在哪里？
锂电池性价比优势并不突出。据众多经销锂电车的经销商反映：采用国产锂电池的电动车，返修率居高不下。国内实力雄厚的锂电池企业与一般的中小锂电池企业(pack)工厂制造出来的锂电池其返修率竟然低到5%，高到13%左右的差距，价格十分的悬殊：以锰系材料的48V12Ah约500元/组左右，镍钴锰三元材料的锂电池48V12Ah约650元/组左右。但是pack锂电池48V12Ah只有约320元/组左右。但是这种pack锂电池使用不到一年，电池容量大大衰减，已经无法再使用。而锰系材料和三元材料的锂电池与铅酸相比，除了体积小与重量轻之外，其余并没有多大的优势，其使用达到2年以上，电池的衰减程度已经无法满足行驶长距离的要求。
返修时间过长严重制约了消费者的使用。一旦出现锂电池的故障进行返修，时间长则一个星期左右，甚至有的更长，让消费者等待得不耐烦，失去了使用的信心。其原因是，经销商无法维修或更换锂电池内部出现问题的电芯，一定要通过快递运送到制造企业，通过专业设备来进行电池的维修。这是制约锂电池大规模替代铅酸电池的关键之一。
锂电池过于“娇贵”，无法像铅酸电池那样经得起折腾。锂电车在使用过程中，经不起摔扔撞击，一旦锂电池遭到刺穿，或者剧烈撞击把锂电池摔坏，锂电池就有可能会产生燃烧与爆炸；锂电池对充电器的要求很高，不能像铅酸电池那样随便用马路边的投币充电器来充电，一旦电流过大，击穿锂电池内的保护板就有可能产生导致燃烧甚至爆炸。
由于锂电池产品质量良莠不齐，大量的低端锂电池冲击着市场，使得经销商对锂电车企业的选择格外的小心谨慎，弄不好哪家制造企业一年半载之后就关门跑路，采购进来的锂电车就要让经销商全部兜着处理了。由此可见，锂电池要实现替代铅酸电池，如果不改变上述的问题，再过五年恐怕也很难
