昊天优配 BMS：电池管理系统_充放电_状态参数_电量

新能源汽车快速普及的当下，电池作为核心动力源，其安全与性能备受关注。

并且存在同一批次生产的多个单体电芯，因生产工艺误差、使用环境差异等，其性能也不可能完全一致的情况。而且在使用过程中这种不一致性会逐渐扩大，导致可能会出现过充、过放、局部过热的危险，严重时影响到电池组的使用寿命和安全。

这就需要BMS（电池管理系统）大显身手。

电池管理系统具体功能包含：保护电池；防止过充、过放、电压均衡功能；防止过热；计算剩余电量；计算电池寿命；故障诊断。其核心实现路径是：监控内部电池模块的电压、电流、温度、内阻等工作状态参数，通过这些参数来判断目前电池状态，允许充放电的功率等，并将其发送给整车控制器。

相关关键概念

SOC （ State of Charge ) 指电池组的荷电状态，即电池剩余电量，通常以百分比的形式呈现。就像燃油车油表上的刻度，能让车主清楚知道车辆还能行驶多远，以便合理规划行程和充电计划。

比如：当表显 SOC 为 30% 时，意味着电池电量剩余 30%，车主需要考虑寻找充电桩，避免车辆因电量耗尽而抛锚。

展开剩余85%

计算 SOC 的方法有很多种，常见的有安时积分法、开路电压法、卡尔曼滤波法等。安时积分法是通过记录电池充放电过程中的电流和时间，计算电池流出或流入的电量，进而推算出剩余电量。不过这种方法会受到电流测量误差、电池自放电等因素影响，导致计算结果出现偏差。开路电压法则是根据电池的开路电压与 SOC 之间的对应关系来估算。但电池的开路电压会受温度、静置时间等因素干扰，所以也存在一定局限性。卡尔曼滤波法相对更复杂、精准，但能综合考虑电池的各种参数和运行状态，动态估算 SOC，有效减少误差，在现代 BMS 系统中应用越来越广泛。

SOC 直接影响着新能源汽车的驾驶体验和充电策略。当 SOC 较低时，车辆为节省电量，可能会限制动力输出，让加速性能变弱，最高车速也会降低。同时，车主需要合理规划充电时间和地点。如果 SOC 长期处于过低状态，频繁过度放电，会加速电池老化，缩短电池寿命。而在充电过程中，BMS 会根据 SOC 调整充电电流和电压，比如在电量较低时采用较大电流快速充电，快充满时降低电流进行涓流充电，确保充电安全且高效。

SOH （ State of Health) 表示电池的健康状态，反映电池当前的性能与全新状态下性能的比值，用于衡量电池的老化程度和剩余使用寿命。全新的电池 SOH 为 100%，随着使用过程中充放电次数增加、温度变化等因素影响，电池性能会逐渐下降，SOH 数值也会降低。

比如：当新能源汽车电池的 SOH 下降到 80%，意味着电池的容量、充放电效率等性能指标只有全新时的 80%，续航里程可能也会相应缩短。

评估 SOH 的指标包括电池容量、内阻、充放电效率等。电池容量是最直观的指标，随着电池老化，其实际可存储的电量会减少；电池内阻会随着使用逐渐增大，内阻过大不仅会影响电池的充放电性能，还会产生过多热量，存在安全隐患；充放电效率则体现了电池在充放电过程中能量转化的能力，效率降低意味着电池在充放电过程中有更多能量损耗。BMS 会综合这些指标，通过特定算法来估算 SOH。

SOH 是判断电池是否需要维护或更换的重要依据。当 SOH 下降到一定程度，如低于 70% - 80% 时，车辆的续航里程会明显缩短，充电速度也会变慢，此时就需要对电池进行检查和维护，严重时可能需要更换电池。同时，了解 SOH 有助于车主合理使用车辆，比如避免在电池 SOH 较低时进行激烈驾驶、频繁快充等，减缓电池老化速度。对于车企和维修人员来说，SOH 数据能帮助他们分析电池性能变化趋势，优化电池管理策略和售后服务方案。

BMS核心功能

电池状态精准监测。

不断实时采集电池组中每一节电池的电压、电流、温度等参数，确保电池工作状态正常。

比如：在行驶过程中，BMS 能及时监测到电池温度变化，当温度过高时，发出警报并采取相应措施。

同时，精确计算电池的剩余电量（SOC）、健康状态（SOH）等，为驾驶者提供准确的续航里程信息。通过精准监测，BMS 能够及时发现电池的细微变化，为后续的决策提供准确的数据支持。

电池均衡管理。

电池组由多节电池串联或并联组成，由于电池单体在生产过程中不可避免地存在性能差异，在电池组充放电过程中，就容易出现不均衡的现象。BMS 可通过被动均衡或主动均衡方式，使各电池电压、电量趋于一致，避免因电池不均衡导致的整体性能下降

比如：在一个多电池单体组成的电池组中，部分电池单体可能会因为性能较好而率先充满电，而其他电池单体还未充满。此时，BMS 会对已经充满的电池单体进行小电流放电，让它们等待其他电池单体，直到整个电池组的所有电池单体都达到较为均衡的充电状态。

电池均衡管理可以有效提高电池组的整体性能，延长电池组的使用寿命。

电池寿命优化。

BMS 通过优化充放电策略和温度管理，精心呵护电池的寿命。它会根据电池的实际使用情况，制定智能的充放电算法。

比如：在电池电量较低时，BMS 会控制充电电流，采用较小的电流进行充电，以减少电池的损耗。

同时，BMS 还会与车辆的冷却系统协同工作，当电池温度过高时，启动冷却系统为电池降温；当电池温度过低时，启动加热系统提升电池温度，确保电池始终在适宜的温度范围内工作。通过这些措施，BMS 能够减少电池在充放电过程中的老化，显著提高电池的循环寿命和能量密度。

全方位的电池组保护。

BMS具备过充、过放、过流、过温、短路等保护功能，防止电池因异常工况受到损坏，甚至引发安全事故。

比如：当新能源汽车在夜间进行充电时，如果没有 BMS 的保护，一旦充电设备出现故障，持续给电池充电，就可能导致电池过充，从而引发电池鼓包甚至起火等严重后果。当BMS检测到电池充电电压达到上限时，会迅速切断充电电路，确保电池安全。

数据通信与信息管理。

BMS 还是一个 “信息枢纽”，具备强大的数据通信功能。在车辆行驶过程中，BMS 会将采集到的电池状态信息实时传输给车辆控制系统，让车辆的整车控制器能够根据电池的实际情况，合理调整车辆的动力输出、能量回收等策略。同时，BMS 还可以将电池信息传输给车主的手机 APP，车主通过手机就能随时了解车辆电池的健康状况、剩余电量等信息。此外，BMS 会记录电池的历史数据，这些数据对于分析电池性能、诊断故障等具有重要意义。

BMS功能核心体现为：电池监控、管理优化、安全保护。

BMS架构

集中式 BMS 将所有电池单体的监测与控制功能集中在一个主控制器中，由整车控制器直接控制继电器控制盒，所有电池单体的信息都汇总到主控制器进行统一处理。这种设计的优点是系统架构相对简单，成本较低，但采样线束长、设计复杂，适用于低压混合动力电动车。

分布式 BMS 为每个电池单体都配备了一个专属的 “小管家”，即电池监测模块。这些 “小管家” 负责监测和控制各自对应的电池单体，并通过通信协议将电池单体信息传输至主控制器。该架构优点是线束短、均匀，即使某个电池单体出现问题，其对应的 “小管家” 也能及时处理，不会影响整个电池组的正常运行，大大提高了系统的可靠性和稳定性。可支持大电池包，适用于大小不一的电池包。模块化 BMS 将电池单体分为若干模块，每个模块都有独立的监测和控制系统，就像把一个大团队分成了多个小团队，每个小团队都有自己的负责人。这种设计兼具了分布式和集中式的部分优点，既保留了一定的独立性，又便于进行模块化的管理和维护。

BMS 电池管理系统在新能源汽车中起着至关重要的作用，以强大的功能和智能的管理模式，保障着电池的安全、稳定运行，推动着新能源汽车行业的发展。随着技术的不断进步，未来的 BMS 将更加智能化、高效化，为新能源汽车带来更好的性能和使用体验。

发布于：河北省

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