純電動汽車?yán)m(xù)航里程短 說明你不了解BMS的強(qiáng)大

電池技術(shù)的發(fā)展，總是趕不上電子產(chǎn)品功能性需求的腳步。想想你身邊的手機(jī)——目前一個品牌機(jī)型基本上都是一年一迭代的節(jié)奏，幾年下來什么CPU、GPU的性能指標(biāo)可能已經(jīng)翻番了，可為手機(jī)供電的鋰電池卻沒有什么變化。

如果不出意外，這樣的局面在電動汽車身上也同樣會發(fā)生——盡管對不同電池材料的探索一直在加速，但人們也一直沒有找到一個“完美”的電動汽車動力電池解決方案。

所以想讓電動汽車?yán)m(xù)航能力增強(qiáng)，能夠跑得更遠(yuǎn)，單單指望動力電池技術(shù)的進(jìn)步，恐怕是不夠的，還需要電池管理系統(tǒng)（BMS）的加持。

在以動力電池為能量源的電動汽車中，BMS作為連接電池組、整車系統(tǒng)和電機(jī)的“紐帶”，其重要性不言而喻。BMS首先要對動力電池的狀態(tài)進(jìn)行實時、精準(zhǔn)地監(jiān)測，接下來要在監(jiān)測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上對電池狀態(tài)（如SOC剩余電量和SOH電池老化程度）進(jìn)行評估，以確定合適的控制策略，確保電池組在安全的工作狀態(tài)下，完成充電、放電和配電的過程，最大限度地優(yōu)化電能的使用、延長電池的壽命。而對于在整個電池管理控制過程中產(chǎn)生的大量的數(shù)據(jù)——既有來自電池系統(tǒng)本身的數(shù)據(jù)，也有與整車控制系統(tǒng)交互的數(shù)據(jù)——BMS還要有能力進(jìn)行傳輸和分析，并確保信息安全……

關(guān)于BMS重要性，一個總是被人們引用的例證就是特斯拉——在被稱為電動汽車“三大件”的電池、電機(jī)和BMS中，特斯拉對前兩者都是采用購買其他廠商產(chǎn)品的策略，而只有BMS的研發(fā)是親力親為，足見BMS在電動車企心目中的地位是多么關(guān)鍵，很多電動汽車廠商都將BMS技術(shù)視為自己的核心競爭力。

為了滿足人們對電動汽車更遠(yuǎn)續(xù)航能力的期望，今天的BMS也在幾個關(guān)鍵技術(shù)上不斷精進(jìn)。

電池狀態(tài)估算：基于電池的精確建模和參數(shù)監(jiān)測。通過大數(shù)據(jù)分析和先進(jìn)的算法，對SOC、SOH、SOP等電池狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確的估算，為電池管理提供可靠的基礎(chǔ)。

均衡管理技術(shù)：動力電池組中單體電池的不一致性會極大影響電池的可用容量，這就需要通過均衡管理技術(shù)（通常包括被動均衡和主動均衡兩種技術(shù)路徑）改善電池的一致性，提升電池組的使用壽命。

分布式架構(gòu)：不同于傳統(tǒng)的一體式和主從式BMS，分布式的BMS系統(tǒng)將電池模組和電池采集單元集成在一起，讓電池組更加模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化和智能化，擴(kuò)展性更強(qiáng)，還可簡化裝配過程、便于實現(xiàn)電池的梯次利用。

BMS與VCU的融合：將BMS的主控功能與整車控制器（VCU）功能集成在一起，由VCU根據(jù)整車信息和電池信息采取更合理和高效的控制策略，對于可提升實時性、安全性和可靠性也很有幫助。

功能安全：近年來備受關(guān)注的全新的安全技術(shù)理念和方法，保障安全系統(tǒng)在必要時能有效地執(zhí)行其安全功能，通過特定的基于風(fēng)險的分析方法確保汽車安全完整性能夠滿足ASIL安全等級的要求。

由此可以看出，今天的BMS開發(fā)者身上至少有三個如山大的“鴨梨”：BMS的重要性，讓其工作時不敢有半點閃失，以確保公司在電動汽車市場競爭中不掉隊；BMS的復(fù)雜性，從硬件架構(gòu)到軟件算法，還要兼顧成本，操心事也著實不少；同時，BMS技術(shù)仍處于快速迭代期，各種探索和嘗試層出不窮，開發(fā)者還要追蹤各種新技術(shù)的發(fā)展趨勢。

面對這樣的挑戰(zhàn)，產(chǎn)業(yè)鏈上游的芯片廠商，如TI、NXP、Infineon、Maxim等都相繼推出了一系列的底層芯片，還提供了配套的軟件開發(fā)工具。與此同時，很多技術(shù)廠商也在努力為下游的BMS開發(fā)者提供更完善的解決方案，讓他們基于方案進(jìn)行二次開發(fā)變得更容易。

比如安富利推出的BMS整體解決方案，采用NXP成熟的核心芯片，功能安全等級達(dá)到了ASIL-C/D，可實現(xiàn)2mV的高精度的測量，具有板載300mA的被動電池均衡，支持同步的電池電壓/電流測量，具有抗熱插拔的魯棒性，且芯片組有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性。對于BMS開發(fā)者來說，這樣一攬子的解決方案可將BMS開發(fā)化繁為簡，縮短其開發(fā)周期。

圖1，安富利開發(fā)的BMS整體解決方案

總之，快速進(jìn)化的BMS方案，加上不斷完善的動力電池技術(shù)，有了這兩者，猶如為電動汽車技術(shù)裝上了兩個“車輪”，驅(qū)動其沿著既有路線，不減速不跑偏，發(fā)展得更快，跑得更遠(yuǎn)。