在新能源汽车飞速发展的当下，动力蓄电池管理系统（BMS）成为了关键技术。它就像动力蓄电池的 “智慧大脑”，不仅关乎电池性能，更是车辆安全与寿命的重要保障。接下来，让我们深入探究其原理与组成。
一、认识动力蓄电池管理系统
动力蓄电池的能量储存与输出都需要模块来进行管理，即动力蓄电池能量管理模块，也称为动力蓄电池管理系统，或动力蓄电池能量管理系统，简称 BMS。
1 动力蓄电池管理系统的基本构架组成
BMS 按性质可分为硬件和软件，按功能可分为数据采集单元和控制单元。BMS 的硬件有主控盒、从控盒、高压控制盒、高压绝缘盒，还包括采集电压、电流、温度等数据的电子传感器，软件包括底层软件和应用层软件，用来监测电池的电压、电流、SOC 值、绝缘电阻值、温度值，通过与整车控制器、充电机的通信，控制动力蓄电池系统的充放电。
| 部件 | BMS部件作用 |
| 主控盒 | 接收VCU的指令，根据高压回路的绝缘状况，控制正负母线接触器的开闭，决定整车安全上下 月接收从控盒采集的动力蓄电池电压、动力蓄电池温度及母线电流等数据，计算动力蓄电池的 电压、电量及放电能力，与VCU或充电机通信：存储动力蓄电池充电次数，计算动力蓄电池寿命： 存储动力蓄电池的息等。 |
| 从控盒 | 对各动力蓄电池模块或单体电池的电压进行采集、计算与处理，找出最高电压电芯、最低电压 电芯：计算电芯最高电压与最低电压的差值，应小于OV：充电时有一节电芯电压达到充电救止电压， 即停止充电；放电时有一节电芯电压降到放电截止电压，即停止放电：通过可靠的数据传输通道与 主控盒进行指令及数据的双向传输。 |
| 高压控制盒 | 控制PTC加热装置、预充接触器、高压正负母线接触器。 |
| 高压绝缘盒 | 当接收到高压正负母线接触器上电指令后，对高压回路进行绝缘性能监测：当检测到高压回路绝 缘电阻值不合格时，立即高压下电，并在仪表显示屏上报出高压绝缘故障提示：检测各个接触器 触点的开闭状态，并将结果报告给主控盒。 |
| 传感器 | 采集动力蓄电池电压、电流和温度等信号。 |
| 底层软件 | 架构符合汽车开发系统架构标准，模块化开发容易实现拓展和移植，可提高开发效率。 |
| 应用层软件 | BMS的控制核心，包括动力蓄电池保护、电气保护、诊断管理、热管理、继电器控制、均衡控 制等。 |
2 动力蓄电池管理系统的基本功能
BMS 通过电压、电流及温度检测等实现对动力蓄电池系统的过电压、欠电压、过电流、过高温和过低温保护，继电器控制，SOC 估算，充放电管理，加热或保温，均衡控制，故障报警及处理，与其他控制器通信等功能，此外电池管理系统还具有高压回路绝缘检测功能，以及为动力蓄电池系统加热功能。
动力蓄电池组内的 BMS 实时采集各单体的电压值、各温度传感器的温度值、电池系统的总电压值和总电流值、电池系统的绝缘电阻值等数据，并根据 BMS 中设定的阈值判定电池系统工作是否正常，并对故障实时监控。动力蓄电池系统通过 BMS 使用 CAN 与整车控制器或允电机之间进行通信，对动力蓄电池系统进行充放电等综合管理。
从整车角度，电池管理系统（BMS）作用或任务可以详述为如下几点：
（1）保护单体和动力蓄电池组不受到损害。
（2）使电池工作在合适的电压和温度范围内。
（3）在保持电池在合适的条件运行后，满足整车的需求。
（4）电池参数检测：包括总电压、总电流、单体电压检测、温度检测、绝缘检测、碰撞检测、阻抗检测、烟雾检测等。
（5）电池状态建立：包括荷电量（SOC）、电池功率（SOP）、电池健康状态（SOH）。
（6）在线诊断：故障包括传感器故障、网络故障、电池故障、电池过充、过放、过电流、绝缘故障等。
（7）电池安全保护和告警：包括温控系统控制和高压控制，当诊断出故障，BMS 上报故障给整车控制器和充电机，同时切断高压以保护电池不受到损害，包括漏电保护等。
（8）充电控制：BMS 慢充和快充控制。
（9）电池一致性控制：BMS 采集单体电压信息，采用均衡方式使电池达到一致性，电池的均衡性方式有耗散式和非耗散式。
（10）热管理功能：动力蓄电池组各点的温度采集，在充电和放电过程中，BMS 决定是否开启加热和冷却。
（11）网络功能：包括在西安标定和健康、在线程序下载。通常采用 CAN 网络。
（12）信息存储：BMS 需要存储关进数据如 SOC、SOH、充放电安时数、故障码。
二、动力蓄电池管理系统的工作原理
BMS 的工作原理可简单归纳为：数据采集电路采集动力蓄电池状态信息数据后，由电子控制单元进行数据处理和分析，然后根据分析结果对系统内的相关功能模块发出控制指令，向外传递信息。
1 充电原理
（1）预充电
车载充电机接收到充电枪插入信号后唤醒整车控制器及 BMS，BMS 进行初检和初始化，完成后上报给整车控制器。整车控制器控制主负继电器闭合，BMS 控制主负继电器闭合，对各单体蓄电池进行预充电，确定单体蓄电池无短路后，预充电完成。充电初期预充电流程如 下 图所示。
（2）充电
预充电完成后，BMS 闭合主正继电器，随后断开预充继电器，主电路接通，动力蓄电池开始充电，充电流程如 下图 所示。
2 放电原理
（1）放电初期
打开点火开关至 ON 挡，整车控制器唤醒 BMS，BMS 进行自检和初始化，完成后上报给整车控制器。整车控制器发出高压供电指令，BMS 开始按顺序控制继电器的闭合和断开。
因电路中电机控制器和空调压缩机控制器等含有电容，在放电初期，BMS 控制预充继电器闭合，给各控制器电容采用低压、小电流进行放电，当电容两端电压接近动力蓄电池总电压时，断开预充继电器。放电初期预充流程如 下 图所示。
（2）放电
BMS 闭合主正继电器，断开预充继电器，主电路接通，动力蓄电池开始放电。放电流程如 下 图所示。
3 充电加热原理
当动力蓄电池在冬季低温环境下工作时，充放电容量会降低。汽车充电容量会随温度的降低而下降，因而设置了动力蓄电池加热系统，当车辆充电时，如果电芯温度低于设定值，BMS 会控制加热继电器闭合，利用力电池内部的加热元件给电芯加热。充电加热流程图如 下 图所示。
三、动力蓄电池及电池管理系统认知
在纯电动汽车中，动力蓄电池作为汽车唯一的动力来源，动力蓄电池电能的高低决定了电动汽车的行驶里程。其组成一般包括动力电池模组、结构系统、电气系统热管理系统、BMS 等，如 下 图所示为吉利 EV450 动力蓄电池总成结构示意图。
1 电池模组
吉利帝豪 EV450 动力蓄电池有 17 个模组，总电压 346V，每个模组由 6 个单体电池串联而成。模组线路板如 下 图所示。
2 BMS 及控制线束
通过检测电池组中各单体蓄电池的状态来确定整个电池系统的状态，并根据单体蓄电池的状态对动力蓄电池系统进行对应的控制调整和策略实施，实现对动力蓄电池系统及各单体的充放电管理以保证动力蓄电池系统安全稳定地运行，进而达到增加行驶里程，延长使用寿命，降低运行成本的目的。帝豪 EV450 动力蓄电池 BMS 系统如 下 图所示。
3 附件
主要包括模组连接线、冷却水管、保险丝等。
4 高压组件系统
主要包括继电器总成、快充插件、高压插件等，如 下 图所示。
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