状态估算
动力电池管理系统
安全保护
能量管理
热管理
继电器控制
信息显示
电电
池 电 压 检 测
池 电 流 检 测
温 度 检 测
电
电
池
池
剩
老
余
化
电
状
量
况
评
评
估
估
过过碰 流压撞 、与保 过欠护 温压、 保保互 护护锁
放
电 控 制 管 理
均 衡 管 理
加保冷 热温却 管管管 理理理
主 接 触 器
预 充 接 触 器
SOH（State of Health）
• EV:深充深放，测量容量/额定容量的百分比；电池循环次数n=f(T,I,SOC) • HEV:电池内阻 • 卡尔曼滤波法、模糊推理、神经网络
电池管理 系统
-状态估算 (主控模块)
动力电池基础知识
过流保护（主控模块）
• 充放电过程，工作电流超过安全值启动保护措施（充电0.5C e5快充125A，慢充40A，直流快充15min 80%， 慢充1~2h；北汽EV200 30min 50%，慢充6~12min）
电池管 电池状态估算 安全保护 能量管理（充放电控制、均衡） 电池热管理功能 信息管理 继电器控制
提高动力电池使用效率，增加续航里程，延长使用寿命，降低运行成本、提高电池组及动力系统 可靠性，从而有效提升电动汽车整车品质。
功能
电池管理系统
数据采集
环境温度、电池箱温度（正面居中），e5共48个
电流监测（主控模块）
1个（动力电池正、动力电池负）：霍尔传感器
绝缘检测（主控模块）
动力电池正与车身 动力电池负与车身 绝缘监测电阻、漏电传感器500Ω/V、 100Ω/V
高压互锁（主控模块）
在高压电缆连接插头处设计互锁开关 保证在高压上电前系统的完整性、运行过程中断开启动安全保护， 防止带电插拔对高压部件的拉弧损坏
电
历
池 信 息 显 示
信 息 交 互
史 信 息 存 储
电池管理 系统
动力电池基础知识
检测单体电池电压（e5 13个分控模块）
每个单体电池运行状态、根据电压差判断差异性、累积获取总电压 （e5 192个，EV200 91个）
电池包总电压（主控模块）
SOC计算参考、监测接触器状态
温度测量（分控模块）
电池管理 系统
-数据采集
动力电池基础知识
SOC（State of Charge）
• 由于电池不一致性、放电电流、温度、传感器精度、历史状态不确定性、算法精度、SOC评估精度困难 • 剩余电量/额定容量的百分比 • 仪表显示SOC和续航里程（基于温度、电压、电流计算） • 安培时间积分法、开路电压法、负载电压法、卡尔曼滤波法、模糊推理、神经网络
漏电保护（主控模块）
碰撞高压防护
高压互锁
• 故障报警 • 无论何种状态，仪表报警，声光报警 • 高压切断 • 静止状态，切断高压输出 • 降功率运行 • 高速行车过程，降功率运行，保证驾驶员将车停在安全位置
电池管理 系统
-安全保护
动力电池基础知识
充电管理（主控模块）
• 根据电池充电特性控制充电电压、充电电流。
定义
电池管理系统
SOC 估计功能
• 精确估算 SOC 数值变是非常重要的，其算法是相关企业的核心竞争力之一。SOC 的估算精度高，对于相同量的电 池，可以有更高的续航里程。所以，高精度的 SOC 估算可以有效地降低所需要的电池成本。SOC 是依据监测的外 部特性信息计算出来的传输信息。SOC告知车主当前电量的同时，也让汽车了解自身电量，防止过充过放，提高均 衡一致性，提高输出功率减少额外冗余。系统底层内部都是经过复杂的算法计算，保证汽车安全持续稳定运行，提 高安全性。
• 1C持续放电，OK • 3C放电1min,启动保护（宝马i3 4.3C）
过压和欠压保护（影响电池寿命）
• 如磷酸铁锂设定充电（3.65V）、放电（2.7V）截止保护电压，分级报警，甚至切断电流回路。 • 压差报警(30mV)
过温保护（电池寿命、燃烧、爆炸）
• 温度超过一定值，仪表报警甚至启动保护措施。 • 如众泰E200，65℃/50℃两个报警阈值，温差报警
• 均衡方式主要以被动均衡为主，采用单体电池并联分流能耗电阻的方式，且只能在充电过程中做均衡工作。其工作 原理是通过对电压的采集，发现串联单体电池之间的差异，以设定好的充电电压的“上限阈值电压”为基准，任何一 只单体电池只要在充电时最先达到“上限阈值电压”并检测出与相邻组内电池差异时，即对电池组内单体电压最高的 那只电池，通过并联在单体电池的能耗电阻进行放电电流，以此类推，一直到电压最低的那只单体电池到达“上限 阈值电压”为一个平衡周期。
BMS是电动汽车动力电池系统的重要组成。
• 检测收集并初步计算电池实时状态参数，并根据检测值与允许值的比较关系控制供电回路的通断。 • 将采集的关键数据上报给整车控制器，并接收控制器的指令，与车辆上的其他系统协调工作。 • 电池管理系统，不同电芯类型，对管理系统的要求往往并不一样。
电芯的充放电过程是一个电化学的过程，多个电芯组成一个电池，由于每个电芯特性，无论 制造多精密，随着使用时间，环境，各个电芯都会存在误差与不一致的地方，故电池管理系 统，就是通过有限的参数，去评估当前电池的状态。
热管理功能
• 热管理主要包括确定电池最优工作温度范围、电池热场计算及温度预测、传热介质选择、热管理系统散热结构设计 和风机预测稳点的选择。确保电池工作在适当的温度范围内和降低各个电池模块之间的温度差异。
均衡控制功能
均衡控制分为主动均衡与被动均衡。
• 主动均衡是对电池组在充电、放电或者放置过程中，电池单体之间产生的容量或电压差异性进行均衡，来消除电池 内部产生的各种不一致性。
新能源汽车
动力电池 CONTENTS
动力电池基础知识 汽车动力电池的分类 电池管理系统BMS
电池管理系统BMS
电池管理系统
电池管理系统 (Battery Management System，BMS) 管理电池的充放电，使电池处于一个最佳 的状态是连接车载动力电池和电动汽车的重要纽带，电池管理系统（BMS）主要就是为了能够提 高电池的利用率，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。随着 电池管理系统的发展，也会增添其它的功能。