新能源汽车电池管理系统的作用是什么

新能源汽车的电控系统简介

关于电控系统，它其实并不是新能源电动汽车专有的，燃油车同样有，只不过新能源电动汽车的电控系统更加的复杂，也更强大。

关于电控系统

汽车电控系统，就是汽车电子控制系统，是由模块控制的系统总称，它由硬件和软件构成，电控其实就是车辆所有电子控制系统的软件+硬件的总称，我们可以将整个电控系统理解为车辆的神经系统，这个系统可以控制车辆的运行能力，所以电控系统越强大，车辆的控制与行驶能力越出色。狭义上的电控指的是整车控制器，但是新能源电动汽车的“电控”较多，还包括电机控制器与电池管理系统。

汽车上的控制器通过CAN网络来通信。CAN的全称为“Controller Area Network”，即控制器局域网，是国际上应用最广泛的现场总线之一。最初，CAN被设计作为汽车环境中的微控制器通讯，在车载各电子控制装置ECU之间交换信息，形成汽车电子控制网络。比如：发动机管理系统、变速箱控制器、仪表装备、电子主干系统中，均嵌入CAN控制装置。

三大控制系统中，整车控制系统依然是最主要的控制系统，下面将详细介绍整车控制系统，并简单介绍电机控制系统和电池管理系统：

1.整车控制系统——VCU

车辆行驶过程中，需要一个与驾驶员进行指令互动的窗口，这个窗口就是整车控制器VCU(Vehicle control unit)，VCU负责接收来自驾驶员的各种驾驶操作指令和配置功能操作的需求，如上电、加速、制动踏板等各种信号，并结合车辆其它系统发出的操作指令或协控信息，以及各部件传感器反馈的各种车况信号，实现对整车和各部件工况的分析，形成可以确保车辆安全行驶的指令，以达到各个控制系统器执行动作的目的。

概括性来说，整车控制系统的硬件部分，主要有传感器，控制器和执行器三大部分，传感器负责采集信息，将各种信息转化成电信号后传输给电脑，电脑再依据这些信号，配合内部程序，控制执行器的工作。

传感器：传感器的信号有数字信号和模拟信号两种，负责采集驾驶员传递给车辆的信息并形成指令。

控制器：控制器就相当于大脑，用于接收信号与发送指令;内部主要包括输入回路，输出回路，微机以及A/D转换器几部分。输入回路就是对信号进行处理，譬如去杂波等。同时因为微机不能处理模拟信号，因此在控制器内部有一个A/D转换器，也就是模/数转换器。输出回路的作用则是将微机输出的电压很低的信号转换成可以驱动执行器的输出信号，多采用大功率三极管，由微机输出的信号控制导通与截止。微机由大规模的集成电路组成，以微处理器为基础，配以存储器，输入输出接口和相应的辅助电路。

执行器：汽车上的执行器特别多，像AEB刹车系统，后方来车预警，各类电磁阀等，执行器主要是终端执行指令的各种硬件。

整车控制系统VCU是整车各部件工况的协调中心，它对于车辆的能耗，动力性能，操控性，舒适性等主要性能指标都起着非常关键的平衡和协调的作用。

2.电机控制系统——MCU

电机控制器(Micro Controller Unit)的作用主要是接收整车控制器的扭矩指令，进而控制驱动电机电机按照设定的方向、速度、角度、响应时间进行工作。

在电动车辆中，电机控制器的功能是根据挡位、油门、刹车等指令，将动力电池所存储的电能转化为驱动电机所需的电能，来控制电动车辆的启动运行、进退速度、爬坡力度等行驶状态，或者帮助电动车辆刹车，并将部分刹车能量存储到动力电池中。

每个电动机都会有对应的控制器，控制器的特性及复杂度会随着电动机需要呈现的性能而不同。最简单的控制器，是连接电动机及电源的开关，例如小的家电或动力工具等。更复杂的电动机控制器可以精确地控制电动机的速度及转矩，也可能是机械控制位置的闭回路控制系统中的一部分。

另外，在能量回收过程中，电机控制器还要负责将驱动电机副扭矩产生的交流电进行整流，回充给动力电池。它面临的工况相对复杂，需要能够频繁起停、加减速，低速/爬坡时要求高转矩，高速行驶时要求低转矩，具有大变速范围。

3.电池管理系统——BMS

电池管理系统(Battery Management System)相比前面两个控制器，相对比较“年轻”，电池安全和性能一直都是我们关注的重点问题，电池管理系统起到的作用就是保证电池的安全稳定和不同环境下的正常运行，其主要功能包括：电池物理参数实时监测、在线诊断与预警、充放电与预充控制、均衡管理和热管理等。

电池管理系统BMS的核心功能有以下几个方面。电芯监控技术包括单体电池电压采集;单体电池温度采集;电池组电流检测。

温度的准确测量对于电池组工作状态相当重要，包括单个电池的温度测量和电池组散热液体温度监测。合理设置好温度传感器的位置和使用个数，与BMS控制模块形成良好的配合。电池组散热液体温度的监控重点在于入口和出口处的流体温度，其监测精度的选择与单体电池类似。

SOC(state of charge，荷电状态)技术就是电池还剩下多少电，SOC是BMS中最重要的参数，因为其它一切都是以SOC为基础的，所以它的精度极其重要。如果没有精确的SOC，再多的保护功能也无法使BMS正常工作，因为电池会经常处于被保护状态，更无法延长电池的寿命。SOC的估算精度越高，对于相同容量的电池，可以使电动车有更高的续航里程;高精度的SOC估算可以使电池组发挥最大的效能。

均衡技术指被动均衡一般采用电阻放热的方式将高容量电池“多出的电量”进行释放，从而达到均衡的目的，电路简单可靠，成本较低，但是电池效率也较低。主动均衡充电时将多余电量转移至高容量电芯，放电时将多余电量转移至低容量电芯，可提高使用效率，但是成本更高，电路复杂，可靠性低。未来随着电芯的一致性的提高，对被动均衡的需求可能会降低。

由于电控系统联系着全车的其它部分，会对全车的其它部件造成影响，所以电控系统必须要有非常高的控制精度和动态响应速率，同时还要能够提供较高的安全性和可靠性，如果某个环节出现问题，便会牵一发而动全身。寻车网

为了不断完善电控系统，提供更好的服务，电控系统和我们的电脑、手机系统一样，可以通过无线网络进行远程升级，也就是OTA。主要包括两个方面的，一是应用软件的升级，如导航、音乐、车机系统等;另一个则是固件的升级，即车辆所有部件的控制软件。升级后的车辆会改变部分性能的参数或者增加新的功能。

电池管理系统的作用是保证电池组在安全的工作区间内，提供车辆控制所需的必需信息，在出现异常时及时响应并进行处理，它也会根据环境温度、电池状态及车辆需求等决定电池的充放电功率等。

新能源汽车最大的问题想必就是续航里程了，一旦到了冬天续航里程更会大幅降低，从而导致人们对新能源汽车的体验感极差。如果想要解决这个问题，就得依赖电池的管理系统。

电池管理系统的作用是保证电池组在安全的工作区间内，提供车辆控制所需的必需信息，在出现异常时及时响应并进行处理，它也会根据环境温度、电池状态及车辆需求等决定电池的充放电功率等。BMS的主要功能有电池参数监测、电池状态估计、在线故障诊断、充电控制、自动均衡、热管理等。

而热管理在整个系统中起着至关重要的作用。电池的热相关问题是决定其使用性能、安全性、寿命及使用成本的关键因素。首先，锂离子电池的温度水平直接影响其使用中的能量与功率性能。温度较低时，电池的可用容量将迅速发生衰减，在过低温度下(如低于0°C)对电池进行充电，则可能引发瞬间的电压过充现象，造成内部析锂并进而引发短路。其次，锂离子电池的热相关问题直接影响电池的安全性。生产制造环节的缺陷或使用过程中的不当操作等可能造成电池局部过热，并进而引起连锁放热反应，最终造成冒烟、起火甚至爆炸等严重的热失控事件。另外，锂离子电池的工作或存放温度影响其使用寿命。电池的适宜温度约在10~30°C之间，过高或过低的温度都将引起电池寿命的较快衰减。动力电池的大型化使得其表面积与体积之比相对减小，电池内部热量不易散出，更可能出现内部温度不均、局部温升过高等问题，从而进一步加速电池衰减，缩短电池寿命。

(图/文/摄： 问答叫兽) 蔚来EC6 小鹏汽车P7 MARVEL R 岚图FREE 奥迪A4L Model Y @2019

新能源汽车的电池管理系统

电池管理系统(BATTERY MANAGEMENTSYSTEM，BMS)，俗称电池保姆或电池管家，是连接车载动力电池和电动汽车的重要纽带，集电池或电池组的监测和管理于一体。

主要功能就是为了能够提高电池的利用率防止电池出现过度充电和过度放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。主要有三大功能模块:显示模块、中央处理模块、终端模块。

BMS的关键技术涉及电池电压测量，数据采样频率同步性，电池状态估计，电池的均匀性和均衡，和电池故障诊断的精确测量等。特别是电池状态估计，涉及到系统架构和一系列算法问题，技术门槛极高。