NEW ENERGY AUTOMOBILE | 新能源汽车
时代汽车  wwwautotime 电动汽车BMS关键技术现状及发展趋势
刘刚
极氪汽车（宁波杭州湾新区）有限公司　浙江省宁波市　315000
摘 要： 随着科技的发展，新能源汽车越来越被大众所认可。讨论了新能源汽车的概念和发展，描述了混合动力汽车和燃料电池汽车中发现的问题，以及驱动电机、电池和电池管理系统等新能源汽车关键部件的发展。在未来的发展方向上，其生产技术和效率将大大提高。
关键词：电动汽车　BMS　技术　现状　发展趋势
1　引言
在自然环境和能源危机日益比较严重的今日，电动汽车早已变成这两个难题的自主创新解决方法。在世界各地政府部门的全力支持和汽车工业发展方向的大势所趋下，电动汽车获得了迅速发展趋势。电动汽车的关键是BMS，它是整车的动力装置。其特性决策了电动汽车的驱动力特性和里程数。BMS 的关键功效是避免应用中的电池过度充电和亏电，改善电池组中单体电池的不对称性，提高电池组的效率，延长
其使用寿命。BMS检测工作参数（如电压、电流、温度等）一个电池和整个电池组，这对于预测整个汽车电池的安全性能非常重要。总之，作为电池系统的核心，BMS在电动汽车中扮演着重要的角。
2　新能源汽车的概念与发展现状
2.1　概念
新能源汽车是指以传统汽油、柴油等化石燃料为燃料的汽车。根据国家发改委发布的定义，新能源汽车是指采用先进技术原理、新技术应用、新构造，以非传统车配然料（或基本车配然料和车截新能源技术设备）为电力能源的车子。新能源车有四种种类，包含油电混合车辆（HEV）、纯电动汽车（BEV，包含太阳能汽车）、然料电池电动汽车（FCEV）和别的新能源车（如超级电容器和水泵飞轮等高效率储能技术设备）。
2.2　发展现状
新能源车大多数选用纯电动车或油电混合，然料电池系统软件为车子给予驱动力。纯电动汽车和然料电池零排放，环境污染极低，合乎大家我国的环保理念。油电混合电动汽车仅在加快、上坡或电池用电量低时运作。这也明显降低废气排放，减少电费，更经济发展。新能源车应用电机立即推动车子。一部分车子在待速或等候交通信号灯时，选用自动启动技术性操纵发动机怠速，既降低排出，又减少
噪声。运作时，汽车发动机由电池立即供电系统，噪声极低，搭乘舒适度提升，传动系统高效率高些。现阶段，除在我国关键区域中心城市外，绝大多数大城市电池充电设备不健全，这在一定水平上牵制了新能源车的发展趋势。因为电池技术性的提升，里程数。短，电池充电速率受到限制。在新能源车的总体总体设计中，电池是最重要的，其使用价值在整车中也占有了非常大的比例。新能源车运作一定期限后，其电池高效率会降低，拆换成本费会高些。由于在车子运作全过程中，电池内部非常容易遭受温度、工作压力、内部构造形变等众多要素的危害。很有可能会产生电池液漏、起火等安全事故。不可控因素会造成新能源车发生重特大安全隐患。然料电池车辆利用化学变化，商品为零污染水。与电瓶车对比，发展
Current Status and Development Trend of Key Technologies of BMS for Electric Vehicles
Liu Gang
Abstract： W ith the development of science and technology, new energy vehicles are increasingly recognized by the public. The article discussed the concept and development of new energy vehicles, and described the problems found in hybrid vehicles and fuel cell vehicles, and the development of key components of new energy vehicles such as drive motors, batteries and battery management systems. In the future development direction, the electric vehicle’s production technology and efficiency will be greatly improved.
Key words： e lectric vehicle, BMS, technology, current situation, development trend
范畴进一步提高，能够达到更长距离的要求。
现阶段，然料电池车辆在中国运用较少，但
伴随着技术性的发展趋势，市场的需求充沛。
在然料电池商用汽车层面，中国一部分汽车
企业已进到批量生产环节。伴随着我国有关
现行政策和产业链的持续推动，2020-2025
家用轿车报价年在我国然料电池商用汽车将进到地区完善
环节，2025-2030年进到爆发式增长环节。
对于然料电池新能源客车，预估2020-2025中冀斯巴鲁
年进到批量生产环节，2025年在我国然料电
池商用汽车生产量将做到3万台，2025年后
进到产业化发展趋势环节。
3　产业化BMS发展概况
3.1　BMS产业区域及主体分布
现阶段，在我国有近百家公司进军BMS
领域。销售市场市场竞争激烈，但技术性领
跑、技术性优点显著的公司屈指可数。BMS
公司关键遍布在广东省和长三角地区，占有
率约60%；与此同时，BMS生产制造行为主
体关键分成电池驱动力公司、整车公司和第
三方公司三一部分。电池驱动力公司和第三
方公司在BMS销售市场中占有率较大，有整
体实力的汽车企业将进到BMS领域。高品质
BMS关键集中化在少数几家驱动力电池公司，
如欣旺达、比亚迪汽车、惠州市亿能、东软
睿驰等。差别关键反映在稳定性、数据信息
可能和不正确维护上。
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3.2　BMS产业规模
BMS领域的中下游一般包含消费电子产品、驱动力电池、储能技术三大行业。2016年以前，消费电子产业稳步增长，BMS消费占有率最大；但伴随着新能源车的生产制造及其对安全性较高能驱动力电池的要求，高效率驱动力电池BMS愈来愈获得重视，其在驱动力电池中的成本费占有率将提升，这将促
使2020年全国各地驱动力电池BMS市场容量达200亿人民币，年复合增长率27%，预估2025年将提升500亿人民币。
3.3　BMS技术架构
早在2004年，中国公司就开始了BMS 的产品研发和生产制造。第一代商品一般选用分立元件的方式，处理速度低，利用率低；最取得成功的是第二代BMS，选用集成化IC 和CAN通信，信息内容传送工作能力大，稳定性好，变成现阶段负荷工作能力较大 的。但伴随着控制成本的必须，从2018年逐渐，愈来愈多的公司逐渐转为第三代商品，即集成化IC链通讯，合理控制成本，变成现阶段BMS的流行构造[1]。
4　BMS关键技术现状
4.1　电池状态估算
剩下电池容积的SOC可能是工程建筑智能管理系统中最重要和最具趣味性的一部分。电动汽车应用的离散系统转变使可能更为艰难。历经很多年的技术性发展趋势，电池主要参数集和优化算法都是有了一定的改善。电流强度收集精密度可以达到3-5mV，取样周期时间20-50ms；电流量精密度可以达到0.5%，采样率可以达到每秒钟100-1000次。电流量和工作电压的高宽比同步取样为高精密电池可能给
予了必要条件。常见的估计电池SOC的方式 有开路电压法、内电阻法和安时积分法。开路电压法简易精确，但会受电流量危害，不宜单层磷酸铁锂电池电池应用；安时积分法测算非常容易，但电流量积分非常容易发生积累偏差；电池内电阻法具备较高的端充放电精密度和适应能力，但内电阻与SOC的关联繁杂，影响因素较多，不适合独立应用。因而，在我国时兴的传统式计算方式一般选用安时积分和开路电压紧密结合的方式。
近些年，新的SOC优化算法关键有神经元网络方式和卡尔曼滤波方式。神经元网络方式适应能力好，适用各种各样电池，但必须大量的数据信息样版开展自学习培训训炼，
必须很多的测算量和强劲的集成ic来支撑点；
卡尔曼滤波方式精度高，能够即时获得可能
偏差，但较高的二阶实体模型测算量很大。
运用新优化算法后，融合传统式可能和新可
能，能够使SOC可能更为精确。比如，传统
式的可能法和卡尔曼滤波法精度高些，安时
积分法和卡尔曼滤波法能够处理像差校准难
题。SOH能够表明为电池身心健康情况，即
电池充放电容积与电池原始容积的比率，体
现了当今特性与一切正常设计方案指标值的
误差。现阶段，全部BMS生产商都发布了自
身的SOH可能作用，但准确度只有10%上下。
有二种关键的方式来测算SOH。第一种方式
是试验测量法，但不适感用以整车；二是建
立根据不一样可能优化算法的响应式实体模
型。这类方式更合适整车。常见的优化算法
关键有进化算法、模糊逻辑系统软件、拓展
卡尔曼滤波器等。因为技术性发展比较缓慢，
他们仅处在产品研发环节。
4.2　电池充放电管理
电池智能管理系统管理方法的基本来自
于电池的有机化学特点，将电池的光电催化
特点转换为BMS能够明确的外界电特点，做
为电池管理方法的基本。驱动力电池最不稳定
的情况是充放电和电池充电情况。基本上一半
的电动汽车安全事故产生在车子电池充电全过
程中。现如今，电池蓄电池充电管理方法技术
性愈来愈精确。例如比亚迪汽车根据电池、摸
组、PACK、系统软件四个层面的监管管理机
制，能够完成更强的提升管理方法，完成更安
全性、更合理的电池充电管理方法。现阶段，
技术性发展趋势也在向着智能化系统、安全性
化、精细化管理的方位发展趋势。
4.3　电池热管理技术
锂电池的特性受温度危害非常大。温度
过过高危害电池网络架构的可靠性，减少电
池的使用期限。工作温度过低会减少电池原
材料活力、可以用容积和电池高效率。因而，
电池的热管理方法有两个作用：电池排热和
加温。电池发热量一般根据当然制冷、蒸发
冷却或液态制冷来消退。驱动力电池制冷一
般选用高宽比集成化的制冷系统和汽车空调
方法，随后根据智能化自动控制系统立即分
派冷媒，既达到电池和乘客地区的制冷规定，
又达到环保节能规定。整车的规定。驱动力
电池加温，常选用PTC或加热膜对锂电芯立
即加温，加温高效率可以达到0.5℃/min，
蔚来整车生产已暂停
比水冷散热加温更高效率环保节能。针对
ACB、高频率单脉冲等新式加温方法，高效
率较为高，但技术性尚需科学研究[2]。
5　BMS未来发展方向
电动汽车自创造发明至今并没有开发设
计多长时间。BMS做为电动汽车的关键技术
性，将来关键有两个发展前景：SOC更精确：
SOC是电动汽车行车全过程中的关键主要参
数指标值。怎样根据收集电池组内各电池的
工作电压、蓄电池充电电流量、温度等数据
信息，创建更精确预测分析电池SOC的数学
分析模型，将是将来电池智能管理系统科学
研究的关键发展前景；BMS均衡工作能力将
进一步提高：BMS关键处理单细胞间的差别。
电动汽车驱动力电池危害电池组的高效率和
安全系数。因而，怎样赔偿式子电池充电的
不一致性，维持电池中间的相对性一致性，
将是将来电池智能管理系统发展趋势的另一
个方位。它由很多串连的单个电池构成。因
为在生产过程中不太可能保证每一块电池都彻
底一样，即便 是同样型号、同规范规格型号
的电池，在工作电压、电阻器、电池容积等物
理学主要参数上也会存有一定的差别。这类组
合很有可能已经应用中。它会进一步扩张。数
次蓄电池充电后，电池会越来越不平衡，比较
严重危害电池组的应用高效率和安全系数。因
而，怎样赔偿式子电池充电的不一致性，维持
紧急制动
电池中间的相对性一致性，将是将来电池智能
管理系统发展趋势的另一个方位[3]。
6　结语
总之，BMS目前已经全面发展，但还存在
很多技术问题，制约着电池管理系统的发展。
国家和政府也应加大对电动汽车产业的财政和
政治支持，促进电动汽车产业的快速发展。
参考文献：
[1]王旭.新能源电动汽车关键技术发展现状
与趋势[J].汽车实用技术，2021，46（07）：
奔驰全车系13-15.
[2]于如兴，杨晓华，等.电动汽车产业化汽车挂件
BMS关键技术现状及发展趋势[J].汽车实
用技术，2020，45（20）：17-19.
[3]蔡黎，王欣煜，等.电动汽车电池管理系
统发展综述[J].电子质量，2016，[4]（10）：
56-58.
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