傳統(tǒng)能源短缺的客情況下，新能源汽車成為了未來(lái)汽車的發(fā)展方向。近幾年新能源汽車產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展軌道，2021年世界新能源汽車銷量675萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)108%，其中我國(guó)新能源汽車銷量引導(dǎo)世界達(dá)到339.5萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)155%。在新能源汽車的快速發(fā)展過(guò)程中，電池管理系統(tǒng)(BMS)作為主要的技術(shù)發(fā)揮著舉足輕重的作用。

  什么是BMS

  電池管理系統(tǒng)(BMS)是連接車載動(dòng)力電池和電動(dòng)汽車的重要紐帶。BMS實(shí)時(shí)采集、處理、存儲(chǔ)電池組運(yùn)行過(guò)程中的重要信息，與外部設(shè)備如整車控制器交換信息，解決鋰電池系統(tǒng)中可用性、易用性、使用壽命等關(guān)鍵問(wèn)題。主要作用是為了能夠提高電池的利用率，防止電池出現(xiàn)過(guò)度充電和過(guò)度放電，延長(zhǎng)電池的使用壽命，監(jiān)控電池的狀態(tài)。通俗的講，就是一套管理、控制、使用電池組的系統(tǒng)。

  電池為何需要管理

  電池不是直接接上電機(jī)供電就可以了嗎?還需要管理?要管理些什么東西呢?電池是一個(gè)非常嬌氣的東西。它的容量并不是恒定不變的，會(huì)隨著生命周期里的不斷充電放電而持續(xù)衰減，而衰減的速度與很多因素有關(guān)，譬如是否被過(guò)度充放電、環(huán)境溫度是否適宜、經(jīng)歷充放電的時(shí)間有多長(zhǎng)。尤其是當(dāng)下，能量密度高的鋰電池成為主流，它對(duì)這些因素的敏感程度更高，一旦過(guò)度充放電、或者溫度過(guò)高過(guò)低，都會(huì)嚴(yán)重影響電池壽命，甚至造成損壞。

  一臺(tái)電動(dòng)車采用的不是單節(jié)電池，而是由很多電芯通過(guò)串聯(lián)、并聯(lián)等方式組合起來(lái)的封裝電池組。驅(qū)動(dòng)車輛的電機(jī)所需要的電壓，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于單獨(dú)一顆電芯的電壓，達(dá)到預(yù)定續(xù)航里程所需的電量也是一樣。所以就要先通過(guò)多顆電芯串聯(lián)，達(dá)到預(yù)定的設(shè)計(jì)電壓;然后再對(duì)這些串聯(lián)的電芯組進(jìn)行并聯(lián)，達(dá)到預(yù)定的設(shè)計(jì)容量，終封裝成一個(gè)大電池組。按理來(lái)說(shuō)整個(gè)電池組里每個(gè)電芯都應(yīng)該是一樣的，然而，由于每個(gè)電芯自身的差異，以及實(shí)際所處的位置不一造成散熱條件的不同等問(wèn)題，電芯的工作狀況都不一樣。

  【只要一節(jié)電芯過(guò)充或者過(guò)放，這個(gè)電池組就會(huì)出問(wèn)題，這與一個(gè)木桶裝水的能力由短的那塊木板決定是一個(gè)道理。所以，對(duì)單一節(jié)電芯進(jìn)行監(jiān)控、管理就很有需要了——這也就是BMS存在的意義?！?

  BMS系統(tǒng)架構(gòu)

  1、主板：收集來(lái)自各從板的采樣信息，通過(guò)低壓電氣接口與整車進(jìn)行通訊，控制BDU內(nèi)的繼電器動(dòng)作，實(shí)施監(jiān)控電池的各項(xiàng)狀態(tài)，保證電池在充放電過(guò)程中的保險(xiǎn)使用;

  2、從板：監(jiān)控模組的單體電壓、單體溫度等信息，將信息傳輸給主板，具備電池均衡功能，從板與主板的通訊方式通常是CAN通訊或者菊花鏈通訊;

  3、BDU：通過(guò)高壓電氣接口與整車高壓負(fù)載和快充線束連接，包含預(yù)充電路、總正繼電器、總負(fù)繼電器、快充繼電器等，受主板控制;

  4、高壓控制板：可集成在主板，也可單獨(dú)出來(lái)，實(shí)時(shí)監(jiān)控著電池包的電壓電流，同時(shí)還包含預(yù)充檢測(cè)和絕緣檢測(cè)功能。

  BMS主要功能

  1、實(shí)時(shí)通訊：在電池的工作過(guò)程中，對(duì)電池的電壓、溫度、工作電流、電池電量等一系列電池相關(guān)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控或計(jì)算。

  2、保護(hù)功能：根據(jù)讀取電池工作狀態(tài)、參數(shù)判斷目前電池的狀態(tài)，以進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)操作，防止電池過(guò)充或過(guò)放。

  3、電壓、溫度檢測(cè)：通過(guò)BMS內(nèi)部的測(cè)量傳感器，將單個(gè)電芯的電壓值、溫度值進(jìn)行采集。

  4、充放電管理：通過(guò)充放電策略根據(jù)采集到的電壓和溫度采用不同的工作狀態(tài)設(shè)置電池的佳充電或放電曲線

  5、均衡管理：根據(jù)均衡策略，將一致性較差的電池電量通過(guò)電量轉(zhuǎn)移或直接通過(guò)電阻釋放電能的方式將電池拉到同一水平線。

  6、SOC計(jì)算：電壓法根據(jù)鋰電池SOC電壓-容量模型進(jìn)行SOC 估算。

  7、其他功能

  NGI-BMS測(cè)試解決方案

  電池管理系統(tǒng)(Battery Management System，簡(jiǎn)稱BMS)對(duì)電池電壓、電流、溫度等參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)視，同時(shí)兼顧 電池充放過(guò)程中漏電檢測(cè)、熱管理、電池均衡管理、報(bào)警提醒、SOC計(jì)算、SOH狀態(tài)報(bào)告等功能，使電池時(shí)刻處于保險(xiǎn) 可控的充放電使用過(guò)程中，提高了電池在實(shí)際使用過(guò)程中的循環(huán)壽命。因此各BMS廠商對(duì)BMS研發(fā)、測(cè)試、生產(chǎn)等 環(huán)節(jié)的檢測(cè)極為重視。

  NGI結(jié)合多年電池充放電測(cè)試和新能源汽車測(cè)試經(jīng)驗(yàn)推出完整的BMS測(cè)試解決方案，是BMS研發(fā)生產(chǎn)測(cè)試選擇。 NGI-BMS測(cè)試系統(tǒng)均采用NGI自主研發(fā)的測(cè)試儀器搭建而成，設(shè)備外形、通訊協(xié)議、通訊接口等都采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)論是擴(kuò)展性還是可維護(hù)性都非常高。

  NGI-BMS測(cè)試系統(tǒng)采用如下架構(gòu)，針對(duì)BMS的各個(gè)功能，采用針對(duì)性的儀器進(jìn)行數(shù)據(jù)仿真模擬，用來(lái)測(cè)試BMS是否能按先前預(yù)想設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行工作。該BMS測(cè)試系統(tǒng)提供BMS全生命周期完整解決方案，可提供單體電池電壓模擬、單體電池電流模擬、單體電池內(nèi)阻模擬、電池主動(dòng)均衡、電池被動(dòng)均衡、溫度信號(hào)模擬、電池充放電曲線模擬、SOC曲線模擬、充放電總壓模擬、充放電總流模擬、IO信號(hào)模擬等測(cè)試功能，廣應(yīng)用于電動(dòng)汽車廠、電池模組生產(chǎn)廠家、BMS 制造廠家、儲(chǔ)能系統(tǒng)廠家等。