1.2.4 能量控制管理

能量控制管理常被歸入電池“優化管理”的范疇，一般指的是對電池的充電控制管理、放電控制管理、均衡控制管理以及電池操作窗口管理等。

1.電池充電控制管理

電池充電控制管理，是指BMS在電池充電過程中對充電電壓、充電電流等參數進行實時優化控制，充電控制管理的目標包括充電時長、充電效率以及充電的飽滿程度等。在早期的電動汽車應用中，BMS與充電機之間沒有通信渠道，也就是說，BMS只能控制充電機的啟動、停止，而不能對充電參數進行控制；但這種情況在現今的主流應用中都得到了改善，無論是車載充電機還是地面充電樁，一般都留有了與BMS通信的接口，根據接收到的參數信息控制充電的電壓、電流大小。近年來，為實現電池能量能得到快速的補給，動力電池快充技術成為了研究熱點。與傳統的充電控制相比，快速充電控制需要更多地考慮電池系統的熱安全，以及快充策略對電池劣化（壽命）的影響。

2.電池放電控制管理

電池放電控制管理，是指在電池的放電過程中根據電池的狀態對放電電流大小進行控制，這一項功能在以往某些系統中常被忽視，在一些簡單的系統中，電池組常常被認為只需要提供電能，使用過程能確保安全即可。然而，若實施有效的放電控制管理策略，可以令動力電池組發揮更大的效能。例如，在動力電池組SoC小于10%的情況下，如果適當限制電池組的最大放電電流大小，盡管會對汽車的最高速度產生影響，但這有利于延長車輛的續駛里程，更為重要的是，這有利于延長動力電池組的壽命。

另外，制動能量回收常常也是能量控制管理的重要內容之一。例如，在某些混合動力汽車中，需要通過充放電控制管理把電池的SoC維持在50%～80%，以騰出足夠的電荷容量空間來接收來自于制動而回收的能量。這樣做的另外一個考慮就是使電池工作在等效內阻較小的一個區間，從而使充放電的效率更高，而這樣一個具體區間的上限、下限，也是非常值得研究的。

3.電池均衡控制管理

由于受生產工藝不穩定等“先天”因素或者使用環境不一致等“后天”因素的影響，電池組內的各個單體電池總存在一定程度的不一致性。電池的均衡控制管理，是指采取一定的措施盡可能降低電池不一致性的負面影響，以達到優化電池組整體放電效能，延長電池組整體壽命的效果。正如前面“電池安全保護”部分所提到的那樣，電池組中只要有一個電池的電壓低于放電的門限值，就要對整個電池組進行保護，但此時電池組內其他電池往往還帶有一定量的剩余電荷，因此，對電池進行均衡控制管理有利于把剩余電荷利用起來，從而提高電池組的放電效能。

4.電池操作窗口管理

通過一系列測試確定電池使用的“邊界條件”，規范電池在不同工況條件下（如SoC、溫度等）的正常使用充放電倍率，由此實現電池在其全生命周期內能安全合理地應用于各種工作場景，這一過程稱為電池操作窗口管理。與傳統的充電和放電管理不同，電池操作窗口管理注重于在不損害電池的前提下，電池可承受的充放電電流極限管理，即電池輸出功率的控制；而傳統的充電和放電管理則更側重于電池在滿足過充、過放及過溫限制條件下的輸入、輸出控制。

除了過充、過放、過溫等操作會導致電池安全事故外，工作溫度、充放電倍率和放電深度也是影響電池壽命的關鍵因素。在不同溫度、SoC（或單體電壓）下，采用不合適的倍率對電池進行充放電，同樣會對其安全使用造成影響。例如，低溫下大電流充電會導致電池產生鋰沉積現象，造成電池容量快速降低，同時形成鋰枝晶破壞隔膜，容易帶來短路、熱失控等安全隱患。

鑒于上述問題，目前比較常用的做法是通過建立動力電池安全使用模型或者安全數據庫，對動力電池開展多工況組合的充放電測試，利用測試結果求解模型參數或者填充數據庫內容，在此基礎上建立電池安全使用矩陣，進而獲得動力電池在不同使用工況下的允許電流/功率，實現電池操作窗口的搭建。