電池管理系統的主要組成及功能：

（1）電池終端模塊（主要進行數據采集，如：電壓參數、電流參數、溫度、通信信號等）；

（2）中間控制模塊（主要與整車系統進行通訊，控制充電機等）；

（3）顯示模塊（主要進行數據呈現，實現人機交互）。

為滿足相關的標準或規范，BMS的這些組成模塊要完成的如下工作：

（1）電池參數檢測。包括總電壓、總電流、單體電池電壓檢測（防止出現過充、過放甚至反極現象）、溫度檢測（最好每串電池、關鍵電纜接頭等均有溫度傳感器）、煙霧探測（監測電解液泄漏）、絕緣檢測（監測漏電）、碰撞檢測等；

（2）電池狀態估計。包括荷電狀態（SOC）或放電深度（DOD）、健康狀態（SOH）、功能狀態（SOF）、能量狀態（SOE）、故障及安全狀態（SOS）等；

（3）在線故障診斷。包括故障檢測、故障類型判斷、故障定位、故障信息輸出等。故障檢測是指通過采集到的傳感器信號，采用診斷算法診斷故障類型，并進行早期預警。

電池故障是指電池組、高壓電回路、熱管理等各個子系統的傳感器故障、執行器故障（如接觸器、風扇、泵、加熱器等），以及網絡故障、各種控制器軟硬件故障等。電池組本身故障是指過壓（過充）、欠壓（過放）、過電流、超高溫、內短路故障、接頭松動、電解液泄漏、絕緣降低等；

（4）電池安全控制與報警。包括熱系統控制、高壓電安全控制。BMS診斷到故障后，通過網絡通知整車控制器，并要求整車控制器進行有效處理（超過一定閾值時BMS也可以切斷主回路電源），以防止高溫、低溫、過充、過放、過流、漏電等對電池和人身的損害；

（5）充電控制。BMS中具有一個充電管理模塊，它能夠根據電池的特性、溫度高低以及充電機的功率等級，控制充電機給電池進行安全充電；

（6）電池均衡。不一致性的存在使得電池組的容量小于組中最小單體的容量。電池均衡是根據單體電池信息，采用主動或被動、耗散或非耗散等均衡方式，盡可能使電池組容量接近于最小單體的容量；

（7）熱管理。根據電池組內溫度分布信息及充放電需求，決定主動加熱/散熱的強度，使得電池盡可能工作在最適合的溫度，充分發揮電池的性能；

（8）網絡通訊。BMS需要與整車控制器等網絡節點通信；同時，BMS在車輛上拆卸不方便，需要在不拆殼的情況下進行在線標定、監控、升級維護等，一般的車載網絡均采用CAN；

（9）信息存儲。用于存儲關鍵數據，如SOC、SOH、SOF、SOE、累積充放電Ah數、故障碼和一致性等；

（10）電磁兼容。由于電動車使用環境惡劣，要求BMS具有好的抗電磁干擾能力，同時要求BMS對外輻射小。

圖2 電池管理系統算法框架

小結

綜上所述，成熟的電池管理系統應該對電池組進行安全監控及有效管理，提高電池的使用效率，增加續駛里程、延長電池使用壽命、降低運行成本。電池管理系統在電動汽車發展的同時，其技術也取得了長足的進步。