假如把電芯比作人體的心臟，模組和電池包比作強健的體魄，那么整個動力鋰電池系統(tǒng)要平穩(wěn)運行，還要一個支配身體的智慧大腦，那就是BMS。

電池管理系統(tǒng)(BatteryManagementSystem，簡稱BMS)是連接電池和電動汽車的重要紐帶，其精準(zhǔn)的控制和管理為電池的完美應(yīng)用保駕護航。

龍生九子，各有不同。即使同一批次生產(chǎn)的兩個單體電芯，因生產(chǎn)工藝誤差、使用環(huán)境差異等，其性能也不可能完全一致在使用過程中這種不一致性會逐漸擴大，可能會出現(xiàn)過充、過放和局部過熱的危險，嚴(yán)重時影響到電池組的使用壽命和安全。

這時就要BMS大顯身手。

那么問題來了，BMS重要做什么?

有關(guān)BMS的功能，行業(yè)內(nèi)有關(guān)其分類方式不盡相同。不過從用戶的角度來理解，可大致劃分為兩大功能mdashmdash電池體檢和安全衛(wèi)士。

即時體檢精準(zhǔn)掌握電池狀態(tài)

即時體檢，指的是電池數(shù)據(jù)采集和狀態(tài)評估。

數(shù)據(jù)采集，可簡單理解為給電池做例行的體檢在充放電過程中，實時采集電池組中每塊電池的端電壓、溫度、充放電電流及總電壓，防止電池發(fā)生過充電或過放電現(xiàn)象。

這種體檢是在線的、持續(xù)的、不間斷的。過程中當(dāng)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常時，可及時查詢對應(yīng)電池狀況，并選擇出有問題的電池，從而保持整組電池運行的可靠性和高效性。

工程師在連接電芯采集單元

工程師在采集數(shù)據(jù)，觀測車輛在充電狀態(tài)下的電流、電壓、SOC的變化

寧德時代掌握業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的高精度測量技術(shù)，總流總壓精度可達千分之五采樣數(shù)據(jù)精度很高，通過實時了解電池真實工作狀態(tài)，及時做出判斷與修正。

體檢結(jié)束之后，會進入分析、診斷、計算的階段，之后生成體檢報告，這個過程可以理解為電池的狀態(tài)評估。

這時，我們要了解一個行業(yè)的常用術(shù)語mdashmdashSOC。

何為SOC?

電池組的荷電狀態(tài)(StateofCharge，即SOC)，即電池剩余電量。SOC是判斷電池過充及過放等一系列故障的基礎(chǔ)，精確的估算SOC，可防止電池過充和過放，延長電池的使用壽命，從而提高電池的利用率。

其實，除了SOC估算，還有SOH(StateofHealth),SOP(StateofPower)，用戶可通過車上儀表顯示，看到這些數(shù)據(jù)，從而確認電池的工作、功能狀態(tài)。據(jù)此，在保護電池的基礎(chǔ)上，將潛力發(fā)揮最大化，大大提升駕乘體驗。

因此SOC等數(shù)據(jù)估算的準(zhǔn)確與否，就顯得特別重要。估算不準(zhǔn)帶來的后果，有可能是汽車拋錨、與預(yù)期的行駛里程數(shù)不符等。

車輛正在進行快充實驗時，SOC顯示52%

舉個例子，滿電情況下續(xù)航里程為400公里的車輛在道路行駛。若估算準(zhǔn)確，當(dāng)SOC顯示為10%時，還可能行駛的里程是40公里若估算不準(zhǔn)，SOC達到15%，則用戶以為的里程為60公里，事實上可能在行駛40公里之后，就已經(jīng)沒電了。很顯然，關(guān)于用戶來說，這樣的情況很糟糕。

有關(guān)電池狀態(tài)的估算，要經(jīng)過一系列復(fù)雜的計算。寧德時代掌握了精確的核心算法，通過基于電池參數(shù)的估算方法，有效消除累積誤差的影響，估算更精確。NCM估算精確度在3%，LFP在5%左右。

安全衛(wèi)士保護電池及人身安全

BMS還有另一大核心功能，就是安全衛(wèi)士。其實就是保護的用途，這包括電池的自我保護和人身安全的保護。

眾所周知，電池過充、過放會帶來局部過熱，影響電池壽命不說，嚴(yán)重時會威脅到電池組的安全，進而引發(fā)人身安全隱患。這時，BMS的充放電管理模塊就開啟了保護職能，一方面與整車、充電機實現(xiàn)通訊，另一方面實時供應(yīng)電池狀態(tài)，便于及時發(fā)出指令控制，有效防止高充、低放的發(fā)生。

工程師在-30℃的黑河進行樣車冬季測試

在保護電池的模塊，均衡也是很重要的一環(huán)，是保護并提升電池壽命的必要手段。另外，電池的保護還包括過壓、欠壓、過溫、過流等的保護。簡單來說，當(dāng)實際參數(shù)高于或低于某約定值時，系統(tǒng)將自動做出判斷，并采取斷開、預(yù)充等方式保護電池安全。

在人身安全方面，BMS通過高壓控制的手段來保護。電池高壓可達300-500V，遠超人體安全電壓36V，風(fēng)險隱患極大，必須做好高壓控制，最常見的就是繼電器、高壓互鎖、絕緣防護。周全的高壓防護控制，可有效保護司機、乘客和維護人員的人身安全。

工程師在整車廠進行高壓測試

提到安全，就不得不提功能安全了。寧德時代始終以做世界第一安全電池為發(fā)展目標(biāo)，是業(yè)內(nèi)率先進入功能安全領(lǐng)域，同時最為完善的電池公司。

在整個平臺開發(fā)過程中，BMS嚴(yán)格遵守并滿足國際標(biāo)準(zhǔn)ISO26262，項目相關(guān)經(jīng)驗豐富，先后在寶馬、大眾及PSA項目中進行了功能安全管理及開發(fā)功能安全逐步形成寧德時代的代差優(yōu)勢，也獲得了更多國內(nèi)外整車廠的認可。

在設(shè)計階段，寧德時代力求實現(xiàn)ASIL：D級別目標(biāo)。如何理解?

ISO26262標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)安全風(fēng)險程度，劃分由A到D的安全需求等級(AutomotiveSafetyIntegrityLevel，ASIL)，其中D級為最高等級，要最苛刻的安全需求。等級越高，對系統(tǒng)的安全性要求越高，為實現(xiàn)安全付出的代價越高，意味著硬件的診斷覆蓋率越高，開發(fā)流程越嚴(yán)格，相應(yīng)的開發(fā)成本新增、開發(fā)周期延長，技術(shù)要求越嚴(yán)格。

ASILD等級，失效率為10^-8/h，意味著1輛車假定每天運行4小時,要運行7萬年才出現(xiàn)1次由BMS導(dǎo)致的功能性故障。而如此低概率的失效率，可媲美飛機運行時的要求。通常來說，汽車行業(yè)對零部件的要求是B或C等級。

目前國內(nèi)在功能安全領(lǐng)域，尚處于起步階段。寧德時代接軌國際水平，已經(jīng)有多個項目產(chǎn)品量產(chǎn)，如寶馬、大眾及長城先后實現(xiàn)了功能安全ASILC等級水平。

其實，BMS的功能遠不止這些，可謂小身材，大智慧。電池管理系統(tǒng)協(xié)同電池包，為整車供應(yīng)強大的動力鋰電池系統(tǒng)。未來，寧德時代也將攜手同行，踏上更高更遠的征程!