當(dāng)然BMS同時(shí)需滿(mǎn)足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)要求。BMS基本的硬件架構(gòu)如下圖：

4、電池參數(shù)檢測(cè)：包括總壓、總電流、單體電壓檢測(cè)、溫度檢測(cè)、絕緣檢測(cè)、碰撞檢測(cè)、阻抗檢測(cè)、煙霧檢測(cè)等等。

5、電池狀態(tài)建立：包括SOC、SOH、SOF。

6、在線診斷：故障包括傳感器故障、網(wǎng)絡(luò)故障、電池故障、電池過(guò)充、過(guò)放。過(guò)流，絕緣故障等等。

7、電池安全保護(hù)和告警：包括溫控系統(tǒng)控制和高壓控制，當(dāng)診斷出故障、BMS上報(bào)故障給整車(chē)控制器和充電機(jī)，同時(shí)切斷高壓來(lái)保護(hù)電池不受到損害、包括漏電保護(hù)等。

8、充電控制：BMS慢充和快充控制。

9、電池一致性控制：BMS采集單體電壓信息、采用均衡方式使電池達(dá)到一致性、電池的均衡方式有耗散式和非耗散式。

10、熱管理功能：電池包各點(diǎn)的采集溫度，在充電和放電過(guò)中，BMS決定是否開(kāi)啟加熱和冷卻。

11、網(wǎng)絡(luò)功能：包括在線標(biāo)定和健康，在線程序下載。通常采用CAN網(wǎng)絡(luò)。

12、信息存儲(chǔ)：BMS需要存儲(chǔ)關(guān)鍵數(shù)據(jù)如SOC、SOH、充放電安時(shí)數(shù)、故障碼等。

BMS關(guān)鍵技術(shù)

BMS的關(guān)鍵技術(shù)有電池單體電壓的精確測(cè)量、電池狀態(tài)的建立、電池的一致性均衡、電池的故障診斷技術(shù)等。

1、單體電壓測(cè)量

單體電壓測(cè)量的難點(diǎn)：

a、電池系統(tǒng)中有很多電池串聯(lián)在一起，需要多通道對(duì)電池電壓進(jìn)行采集。每個(gè)電池的電壓可能不同，這給硬件電路設(shè)計(jì)帶來(lái)困難。

b、電芯電壓的測(cè)量需要有很高的采集精度，特別是建立電池的SOC狀態(tài)需要有很高的采集精度要求。

下面以C/LPF和C/NCM為例：圖3反應(yīng)了不同的開(kāi)路電壓與SOC的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從圖中可以看出C/NCM的OCV取消斜率比較抖，最大每mv電壓對(duì)應(yīng)的soc變化率為0.4%（除了60~70%），如果電池的測(cè)量精度在10mv，那么SOC根據(jù)OCV的對(duì)應(yīng)關(guān)系建立的狀態(tài)誤差不會(huì)超過(guò)4%。對(duì)于C/NCM電池，電芯的測(cè)量精度在10mv以?xún)?nèi)，但是對(duì)于C/LFP的OCV曲線比較平坦，電壓對(duì)應(yīng)的soc變化率為都超過(guò)了4%，所以需要單體電壓的采集精度要很高，然而大多數(shù)采集芯片的精度只能達(dá)到5%左右。目前單體電壓采集主要采用集成芯片的方式進(jìn)行采集，在表2中列出了一些集成芯片。

不同開(kāi)路電壓與SOC關(guān)系以及每mv電壓對(duì)SOC的影響（實(shí)驗(yàn)溫度在25℃，靜置3h）

不同單體電壓采集芯片及其采集精度

2、電池狀態(tài)建立

電池狀態(tài)包括SOC、SOF、SOH。它們之間的關(guān)系如下圖：

BMS狀態(tài)建立算法框架

3、Soc算法有：

1) 放電測(cè)試法；

2) 累積安時(shí)法；

3) 開(kāi)路電壓法，根據(jù)OCV與SOC一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，精度比較高，但是需要有電池較長(zhǎng)時(shí)間的靜置（同時(shí)需考慮電壓遲滯現(xiàn)象，如圖5）；

磷酸鐵鋰充放電OCV曲線（測(cè)量溫度為25℃，靜置3h）

4、電池模型建模：

開(kāi)路電壓法需要有很長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行靜置，在線等到電池的開(kāi)路電壓需要采用電池模型。通常采用的電池模型有等效電路模型、電化學(xué)模型，其中等效電路模型可以用下面進(jìn)行表示：

其中：

如果電池模型參數(shù)是已知，很容易得到電池的開(kāi)路電壓，根據(jù)OCV-SOC曲線表，查詢(xún)得到電池的SOC狀態(tài)。通常電池模型采用Rint模型，一階RC模型、二階模型，其中二階模型SOC最大誤差為4.3%，最小誤差為1.4%采用電池模型方法，精度和模型復(fù)雜度是需要考慮的重點(diǎn)，目前等效電路模型有12種，電池模型可以用于動(dòng)態(tài)進(jìn)行建立SOC，SOC的精度取決與模型的精度和信號(hào)采集的精度。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)對(duì)12種等效電路模型進(jìn)行參數(shù)識(shí)別、模型的精度和復(fù)雜程度比較發(fā)現(xiàn)一階模型加入遲滯比較適合磷酸鐵鋰電池，模型簡(jiǎn)單同時(shí)精度比較高。

電化學(xué)模型建立在物質(zhì)傳遞的基礎(chǔ)上，涉及化學(xué)熱力學(xué)理論和電化學(xué)理論。跟電池內(nèi)部很多材料的參數(shù)息息相關(guān)很難進(jìn)行精確的表達(dá)，通常用于電池性能分析以及電池設(shè)計(jì)中。

5、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型：

通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的非線性映射特性、不考慮電池的詳細(xì)信息，并且具有普遍適用性，適合建立不同電池的SOC狀態(tài)。然而需要大量的訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)以及訓(xùn)練數(shù)據(jù)和訓(xùn)練方法大大影響電池SOC的精度。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型需要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)計(jì)算，需要有高性能的CPU芯片。

6、模糊算法：

需要對(duì)電池有足夠的認(rèn)知和理解，同時(shí)計(jì)算量比較大。