如何让电池更安全？解析动力锂电池BMS控制策略的开发与测试

随着电动汽车的蓬勃发展，动力锂电池市场高速扩张，电池管理系统的需求也随之迅速扩大。

动力锂电池管理系统(BMS)的设计应用与整个动力锂电池组是密不可分的，重要体现为两个方面：第一，动力锂电池管理系统的设计依赖于动力锂电池的特性，不同的电池类型、不同的电池特性对应着不同的电池管理系统的软硬件设计；第二，电池管理系统要与动力锂电池组结合起来进行整体测试，既包含机械方面的内容，例如防水、防尘、抗震、安定、散热等方面的设计与测试，也包含整体性的测试。

第一部分电池管理系统的开发需求

电池管理系统重要通过对电池电压、温度、电流等信息的采集，实现高压安全管理、电池状态分析、能量管理、故障诊断管理、电池信息管理等功能，并通过CAN总线将电源系统关键参数与整车通讯联系，从而实现对电池系统安全的有效管理，防止电池过充、过放，延长电池寿命。

图1电池管理系统

电池管理系统里面一个很重要的核心是SOC算法，从不同的性质维度、温度维度、电池生命周期维度去给出符合需求的SOC值。

1.仪表显示值作为给车主参考的能量表征：车主要通过SOC对整车续航里程做出综合判断，对电池系统剩余的可用能量进行评估(根据不同工况下的运行距离结果，把SOC作为一个参考比较值)

图2SOC使用区间和里程估计

2.整车控制策略参考需求：整车控制策略要参考SOC值，从而对行驶策略进行管理。电动汽车要根据SOC值来实现电池保护和节能方面的平衡。当SOC比较高的时候，能量回收的时候要做一些限制)。通过SOC得出的功率特性，可以对电池寿命进行较好的保护，防止由于功率限制没做好引起的寿命衰减。

图3SOC与功率限值

除了SOC评估算法以外，动力锂电池管理系统的软件设计实际上是由许多个功能模块的详细设计组合而成的。这些功能模块包括：安全保护策略、(充放电)能量控制策略、电池均衡控制策略、健康状态(SOH)、功能状态(SOF)、能量状态(SOE)、故障及安全状态(SOS)等评估算法等；还要为通信及智能故障诊断机制留有足够的资源，以保证足够快的响应时间。

电池各种状态估计之间的关系如图4所示。电池温度估计是其他状态估计的基础。