作者： EVISION 來源：EV芯視野

?源作者觀點：BMS狀態估算技術是關鍵，高精度和高魯棒性才是真正核心技術！

算法才是BMS的核心技術

BMS系統通常包括檢測模塊與運算控制模塊。

? 檢測模塊是指測量電芯的電壓、電流和溫度以及電池組的電壓，然后將這些信號傳給運算模塊進行處理發出指令；

? 運算控制模塊是BMS的大腦。控制模塊一般包括硬件、基礎軟件、運行時環境（RTE）和應用軟件，其中最核心部分是應用軟件。對于用Simulink 開發的環境的一般分為兩部分：電池狀態的估算算法、故障診斷以及保護。

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

? SOC （荷電狀態）簡單的說就是電池還剩下多少電。

SOC 是BMS最重要的參數，因為其他一切都是以SOC為基礎的，所以它的精度和魯棒性（也叫糾錯能力）極其重要。如果沒有精確的SOC，加再多的保護功能也無法使BMS正常工作。因為電池會經常處于被保護狀態，更無法延長電池的壽命。

精度越高，對于相同容量的電池，可以有更高的續航里程。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估算還可以提高續航里程。

? SOP是下一時刻比如下一個2秒、10秒、30秒以及持續的大電流的時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：剎車時可以盡量多的吸收回饋的能量而不傷害電池；加速時可以提供更大的功率獲得更大的加速度而不傷害電池；同時也可以保證車在行駛過程中不會因為欠壓或者過流保護而失去動力，即使在SOC很低的時候。

這么一來，所謂的一級保護二級保護在精確的SOP面前都是過眼云煙；不是說保護不重要，保護永遠都是需要的，但是它不可能是BMS的核心技術。

? SOH 是指電池的健康狀態，它包括兩部分：安時容量和功率的變化。

一般認為：當安時容量衰減20%或者輸出功率衰減25%時，電池的壽命就到了。但是，這并不是說車就不能開了。

對于純電動車EV，安時容量的估算更重要是因為它與續航里程有直接關系，而功率限制只是在低SOC的時候才重要。

對于HEV或者PHEV，功率變化更為重要，這是因為電池安時容量比較小，可以提供的功率有限。

不難看出，算法才是BMS的核心，其他的都是為這個算法服務的。 所以當有人聲稱突破了或者掌握了BMS的核心技術，應該問問他到底做了BMS的什么？是算法還是主動均衡或者只做BMS的硬件和底層軟件？或者只是提出一種BMS的結構方式如積木方式？

怎樣的算法才算核心技術

從控制角度而言，一個好的算法應該有2個標準：準確性和魯棒性（糾錯能力）。精度越高越好的道理在這里就不多說了。

幾乎所有國內的BMS算法都是“電流積分加開路電壓”，實際上是用開路電壓糾錯，但這種方法與在線實時糾錯相比，顯然前者的魯棒性差遠了。這是為什么國外大公司都在用在線實時估算開路電壓來實現在線實時糾錯的原因。

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

美國通用汽車公司在研發沃藍達時就做過一項實驗來測試算法的魯棒性：將3串并聯在一起的電池組拿掉一串，這時內阻增加1/3、安時容量減小1/3。但是BMS并不知道。結果是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。這不僅說明算法的強大糾錯能力，而且說明算法在電池的整個生命周期中始終保持估算精度不變。

做一個好的算法需要化極大精力去解決那些發生概率只有千分之一、萬分之一的情況。只有這樣才能保證萬無一失。比如說當汽車高速行駛在盤山公路上，大家所知道的電池模型都會失效。這是因為持續的大電流會很快消耗掉電極表面的帶電離子，而內部的離子來不及擴散出來，電池電壓會急劇下降，估算出的SOC會有較大的誤差甚至會有10% 以上。精確的數學模型——數學物理方法教科書上講的擴散方程，但它無法用在車上，因為數值解的運算量太大，而BMS的CPU運算能力不夠；這不僅是一個工程難題，也是一個數學和物理的難題。解決這樣的技術難題，可以化解已知的幾乎所有影響電池狀態估算的極化問題。

結 語

BMS狀態估算技術是BMS的核心，高精度和高魯棒性的BMS算法才是真正核心技術！

如果電腦出現藍屏，我們一般只需要重新啟動電腦就行了。但是對于汽車，哪怕只有萬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。

來源：EV芯視野