在工业及消费类领域的应用中，为了能在保护锂电池的同时并为用户提供电池相关参数的可视化显示，电池控制单元（功能较为单一，主要以实现对电池过流、过充、剩余电量等状态的监测与控制。而随着新能源汽车的快速发展，较之工业及消费类领域，有着更加复杂且大型的动力电池在整车上得以广泛搭载，此时传统的

　　动力电池作为新能源汽车的核心之一，其主要组成包括电芯、BMS、连接器、热管理组件以及相关结构件和线束等。其中BMS作为连接动力电池与整车的重要纽带，其通过对电芯状态的实时监测来估算电池包的实时状态，并通过相关策略对不同状态下的动力电池进行能量管理与控制，以确保整车运行过程中动力电池的安全有效。

　　总的来看，实现BMS功能的核心技术可分为数据采集、过程决策以及系统执行三个层面。其中主流的数据采集方式是从电池电压、电流以及温度三个维度出发并通过相关传感器对所需参数进行采样及监测的过程。这其中电池电压又包括单体电芯电压与电池包总电压，温度采样又包含电池包温度、环境温度、热管理管道温度等，通过对多数据的采集与整合以形成系统所需的数据。而随着动力电池技术的发展以及对电池管理的精细化要求，为了进一步确保动力电池的安全性，更多的如对压力、碰撞等相关信号的检测也加入其中。

　　通过对相关参数的采集与监测，系统将从SOC（State of Charge，荷电状态）、SOH（State of Health，健康状态）以及SOP（State of Power，功率状态）三个维度对电池状态进行估算，以此实现对电池包状态的监测，并通过决策算法为后续的系统执行提供依据。由于此功能的实现需要对采集数据进行实时管理与评估，因此该部分功能的完整度也是BMS技术水平的重要体现。

　　在整车实行相关动作指令时，系统通过结合采集的数据并通过算法决策对动力电池执行一系列安全有效的动作，以确保在安全的前提下实现整车的需求指令。此层面BMS具有的功能主要有安全管理、能量管理、信息管理以及故障管理等。

　　安全管理：为电池管理功能中最重要的一环，其常见的功能组成有过流/过压保护、过充/过放保护、过温保护等；

　　能量管理：是动力电池实现高效率以及安全用电的保障，其常见的功能组成有：充电管理、放电管理以及能量均衡管理。

　　其中，能量均衡管理是实现动力电池长寿命及高效率的技术优化手段。通常动力电池的电芯在其制造过程中存在一定的差异性，又随着动力电池在整车搭载过程中存在不同物理区域的温度、散热等不同的情况，此差异性会导致不同电芯在充放电过程中的性能存在不一致性，而若不对此差异进行管控，随着动力电池的长期使用，这种差异将会被放大，从而更快的影响动力电池的容量、性能及使用寿命。

　　基于此背景下，需通过BMS对动力电池容量在充放电过程中进行动态均衡，以避免某个电芯出现过充或过放的情况，同时最大限度地确保电芯容量的一致性，进而确保动力电池的安全可靠以及性能优越。

　　目前业内采用的电芯能量均衡机制主要有两类：主动均衡及被动均衡。主动均衡即能量转移，指在充电过程中对于超过‘较低容量电芯’的能量以重新分配的方式将其存储于‘较高容量电芯’之中，以防止‘较低容量电芯’出现过充。在系统放电过程中，则通过转移‘较高容量电芯’的能量到‘较低容量电芯’中，以防止‘较低容量电芯’出现过放。通过此‘填高补低’的方式对电芯能量进行均衡，其充放电过程中的能量均衡示意如下：

　　采用该方式进行能量均衡的原理是通过电容等储能部件实现能量的过渡并进行高/低转移，由于能量尽可能地被存储了下来，因此可提升动力电池的能量利用率，同时能量存储与转移过程具有产热低的特点，但由于储能部件的加入导致整体成本相对较高。

　　被动均衡也称耗散均衡，其原理是通过在单体电芯上并联可控电阻的方式将多余能量以热能的形式进行消耗。在充电过程中，对于超过‘较低容量电芯’的能量通过电阻耗能方式进行损耗以防止电芯的过充，在放电过程中，对于‘较高容量电芯’中的能量以电阻耗能的方式进行热损耗，以此来让‘较高容量电芯’能量达到与‘较低容量电芯’相近的能量水平，从而实现全电芯能量的均衡，此‘弃高’均衡方式的过程示意如下：

　　在该机制下为了达到能量均衡的目的，大量的能量将被直接消耗掉，这便导致了动力电池电能利用率低的问题，而通过热损耗进行的能量均衡会在动力电池包中产生大量热量，此热量若不及时被排出，将会引起电池热失控安全隐患，因而此机制对于热管理的要求将大大提升。

　　另外，我们知道热量的产生过程是电流的参与，在能量均衡过程中，若均衡电流太小，将会导致系统均衡时间过长，而均衡电流过大，又会增加热失控的风险，所以如何精准的控制均衡电流是BMS开发中的难点之一。

　　不过由于被动均衡采用的是简单的电阻电路进行电耗，因此其整体成本相对于主动均衡要低许多。而随着动力电池制造工艺的提升，电芯不一致性问题也在转好，又基于其在成本的巨大优势，该机制越来越多的被主机厂们所应用。

　　又在整车热管理高集成度的趋势之下，通过损耗电能为整车提供辅热的技术也正在被部分企业应用，通过系统之间的高度协调，可在整车层面提高整体的能量利用率，但遗憾的是目前在技术上可实现能量精准交互的企业并不多。

　　信息管理：主要指在系统运行过程中对电池如状态信息、内外交互信息、历史工作信息的管理过程，并将部分信息进行显示以方便用户实时了解动力电池相关状态的技术手段。

　　故障管理：根据法规及相关标准进行的故障监测与处理，并通过系统与整车的交互实现整车层面的故障管理，为车辆的安全驾驶提供保障。

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