技术前瞻

BMS 电池管理系统是配合监控储能电池状态的设备,全称是 Battery Management System。它就像电池的“管家”,主要作用是智能化管理及维护各个电池单元,防止电池过充和过放,延长电池使用寿命,监控电池状态。
BMS 通常表现为一块电路板或一个硬件盒子,能实时监控、采集储能电池的多种状态参数,比如单体电池电压、电池极柱温度、电池回路电流、电池组端电压、电池系统绝缘电阻等,还能对这些参数进行分析计算,得到更多评估参数。
从拓扑架构看,BMS 分为集中式和分布式两类。集中式适用于电芯少的场景,如电动工具等,成本低、结构紧凑、可靠性高。分布式在乘用车动力电池系统中常见,尤其是插电式混动、纯电动车型,大多是主从两层架构,而储能 BMS 因电池组规模大,多为三层架构。
BMS 有很多功能,核心的有三个方面。一是感知,通过测量和估算电池参数,包括电压、电流、温度等基本参数和状态,以及 SOC、SOH 等数据,来了解电池状态。SOC 是 BMS 中最重要的参数,估算方法有开路电压法、电流积分法、卡尔曼滤波法和神经网络法等,实际应用常多种算法混合。二是管理,主要是均衡管理和热管理。由于同一厂家同一批次生产的电池也有“个性”,会存在不一致性,这会影响电池组性能,所以需要均衡技术。常见的均衡方式有被动均衡和主动均衡,被动均衡成本低、电路简单,但只能对电压高的单体放电,均衡电流小且电能以热形式耗散;主动均衡能转移能量,均衡电流大、效率高,但成本高、体积大,还可能增加电池循环次数导致老化差异。三是保护,包括故障诊断和报警,能根据电池不同表现区分故障等级并采取相应措施,比如电池过热时控制电路断开并告警。此外,BMS 还具备通信功能,以稳定传输数据和接受指令。
目前入局 BMS 制造的厂商有车厂、电池厂和专业 BMS 制造商。储能 BMS 行业缺乏绝对优势参与者,给电池厂和专业 BMS 厂商留下发展空间,但当前储能 BMS 缺乏统一标准,未来标准化、模块化是重要发展方向。