作者： EVISION 來(lái)源：EV芯視野

?源作者觀點(diǎn)：BMS狀態(tài)估算技術(shù)是關(guān)鍵，高精度和高魯棒性才是真正核心技術(shù)！

算法才是BMS的核心技術(shù)

BMS系統(tǒng)通常包括檢測(cè)模塊與運(yùn)算控制模塊。

? 檢測(cè)模塊是指測(cè)量電芯的電壓、電流和溫度以及電池組的電壓，然后將這些信號(hào)傳給運(yùn)算模塊進(jìn)行處理發(fā)出指令；

? 運(yùn)算控制模塊是BMS的大腦?？刂颇K一般包括硬件、基礎(chǔ)軟件、運(yùn)行時(shí)環(huán)境（RTE）和應(yīng)用軟件，其中最核心部分是應(yīng)用軟件。對(duì)于用Simulink 開(kāi)發(fā)的環(huán)境的一般分為兩部分：電池狀態(tài)的估算算法、故障診斷以及保護(hù)。

狀態(tài)估算包括SOC（State Of Charge）、SOP（State Of Power）、SOH(State of Health）、均衡和熱管理，電池狀態(tài)估算通常也就是估算SOC、SOP和SOH。

? SOC （荷電狀態(tài)）簡(jiǎn)單的說(shuō)就是電池還剩下多少電。

SOC 是BMS最重要的參數(shù)，因?yàn)槠渌磺卸际且許OC為基礎(chǔ)的，所以它的精度和魯棒性（也叫糾錯(cuò)能力）極其重要。如果沒(méi)有精確的SOC，加再多的保護(hù)功能也無(wú)法使BMS正常工作。因?yàn)殡姵貢?huì)經(jīng)常處于被保護(hù)狀態(tài)，更無(wú)法延長(zhǎng)電池的壽命。

精度越高，對(duì)于相同容量的電池，可以有更高的續(xù)航里程。所以，高精度的SOC估算可以有效地降低所需要的電池成本精確的SOC估算還可以提高續(xù)航里程。

? SOP是下一時(shí)刻比如下一個(gè)2秒、10秒、30秒以及持續(xù)的大電流的時(shí)候電池能夠提供的最大放電和被充電的功率。

SOP的精確估算可以最大限度地提高電池的利用效率。比如：剎車時(shí)可以盡量多的吸收回饋的能量而不傷害電池；加速時(shí)可以提供更大的功率獲得更大的加速度而不傷害電池；同時(shí)也可以保證車在行駛過(guò)程中不會(huì)因?yàn)榍穳夯蛘哌^(guò)流保護(hù)而失去動(dòng)力，即使在SOC很低的時(shí)候。

這么一來(lái)，所謂的一級(jí)保護(hù)二級(jí)保護(hù)在精確的SOP面前都是過(guò)眼云煙；不是說(shuō)保護(hù)不重要，保護(hù)永遠(yuǎn)都是需要的，但是它不可能是BMS的核心技術(shù)。

? SOH 是指電池的健康狀態(tài)，它包括兩部分：安時(shí)容量和功率的變化。

一般認(rèn)為：當(dāng)安時(shí)容量衰減20%或者輸出功率衰減25%時(shí)，電池的壽命就到了。但是，這并不是說(shuō)車就不能開(kāi)了。

對(duì)于純電動(dòng)車EV，安時(shí)容量的估算更重要是因?yàn)樗c續(xù)航里程有直接關(guān)系，而功率限制只是在低SOC的時(shí)候才重要。

對(duì)于HEV或者PHEV，功率變化更為重要，這是因?yàn)殡姵匕矔r(shí)容量比較小，可以提供的功率有限。

不難看出，算法才是BMS的核心，其他的都是為這個(gè)算法服務(wù)的。 所以當(dāng)有人聲稱突破了或者掌握了BMS的核心技術(shù)，應(yīng)該問(wèn)問(wèn)他到底做了BMS的什么？是算法還是主動(dòng)均衡或者只做BMS的硬件和底層軟件？或者只是提出一種BMS的結(jié)構(gòu)方式如積木方式？

怎樣的算法才算核心技術(shù)

從控制角度而言，一個(gè)好的算法應(yīng)該有2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：準(zhǔn)確性和魯棒性（糾錯(cuò)能力）。精度越高越好的道理在這里就不多說(shuō)了。

幾乎所有國(guó)內(nèi)的BMS算法都是“電流積分加開(kāi)路電壓”，實(shí)際上是用開(kāi)路電壓糾錯(cuò)，但這種方法與在線實(shí)時(shí)糾錯(cuò)相比，顯然前者的魯棒性差遠(yuǎn)了。這是為什么國(guó)外大公司都在用在線實(shí)時(shí)估算開(kāi)路電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)糾錯(cuò)的原因。

目前世界上做得最好的BMS有什么特點(diǎn)呢？它可以在線實(shí)時(shí)估算電池組的電池參數(shù)從而精確估算出電池組的SOC、SOP、SOH，并且能夠在短時(shí)間內(nèi)糾正初始SOC超過(guò)10%的誤差以及超過(guò)20%的安時(shí)容量的誤差或者百分之幾的電流測(cè)量誤差。

美國(guó)通用汽車公司在研發(fā)沃藍(lán)達(dá)時(shí)就做過(guò)一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)試算法的魯棒性：將3串并聯(lián)在一起的電池組拿掉一串，這時(shí)內(nèi)阻增加1/3、安時(shí)容量減小1/3。但是BMS并不知道。結(jié)果是SOC、SOP 在不到1分鐘就全部糾正，SOH隨后也被精確地估算出來(lái)。這不僅說(shuō)明算法的強(qiáng)大糾錯(cuò)能力，而且說(shuō)明算法在電池的整個(gè)生命周期中始終保持估算精度不變。

做一個(gè)好的算法需要化極大精力去解決那些發(fā)生概率只有千分之一、萬(wàn)分之一的情況。只有這樣才能保證萬(wàn)無(wú)一失。比如說(shuō)當(dāng)汽車高速行駛在盤(pán)山公路上，大家所知道的電池模型都會(huì)失效。這是因?yàn)槌掷m(xù)的大電流會(huì)很快消耗掉電極表面的帶電離子，而內(nèi)部的離子來(lái)不及擴(kuò)散出來(lái)，電池電壓會(huì)急劇下降，估算出的SOC會(huì)有較大的誤差甚至?xí)?0% 以上。精確的數(shù)學(xué)模型——數(shù)學(xué)物理方法教科書(shū)上講的擴(kuò)散方程，但它無(wú)法用在車上，因?yàn)閿?shù)值解的運(yùn)算量太大，而B(niǎo)MS的CPU運(yùn)算能力不夠；這不僅是一個(gè)工程難題，也是一個(gè)數(shù)學(xué)和物理的難題。解決這樣的技術(shù)難題，可以化解已知的幾乎所有影響電池狀態(tài)估算的極化問(wèn)題。

結(jié) 語(yǔ)

BMS狀態(tài)估算技術(shù)是BMS的核心，高精度和高魯棒性的BMS算法才是真正核心技術(shù)！

如果電腦出現(xiàn)藍(lán)屏，我們一般只需要重新啟動(dòng)電腦就行了。但是對(duì)于汽車，哪怕只有萬(wàn)分之一的拋錨概率也是難以容忍的，汽車電子需要保證在任何情況下都能工作。

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