1.4 BMS的技術發展

1.4.1 鋰離子電池組引發的BMS深度研究

實際上，在鋰離子電池被用于電動汽車之前，當電動汽車還是以鉛酸電池、鎳氫電池為主要能源的時代，BMS就已經存在了。然而，對BMS的深度研究，是從有了鋰離子電池組之后才正式開始的。原因有以下幾點：

1）鋰離子電池性能活躍，易燃爆。在此之前的鉛酸電池、鎳氫電池，即使沒有BMS，也不需要承受太大的安全風險。這樣的錯覺，也曾經使得一些有鉛酸電池系統工作經驗的工程師認為，車用電池組離開了BMS也是可以正常工作的，又或者BMS不用太花心思去研究，根據基本需求進行配備即可。

2）鋰離子電池單節電壓低，串聯數量多。在鉛酸電池年代，單節鉛酸電池的電壓是8V或者12V左右，串聯的數量不算太多，比較好管理，算法復雜度也沒有那么高。而鋰離子電池的單節電壓只有3～4V，一般的電動汽車都要用到上百個串聯節點，要監測的對象更多、更復雜。

3）鋰離子電池的平臺電壓窄，伏安特性比較復雜，狀態估計難度大。相對而言，鉛酸電池和鎳氫電池的伏安特性曲線比較簡單，電壓滯回現象對狀態估算精度的影響相對較小；而鋰離子電池則恰恰相反，需要建立比較復雜的電池模型才能夠對電池的伏安特性進行精確描述。由以上三點可見，鋰離子電池的特性相對以往的鉛酸電池、鎳氫電池更加復雜，簡單的監測難以精準地進行電池性能評估，因此開展BMS深度研究，有利于提高電池系統的安全防護及管理。目前，BMS深度研究的主要內容體現在如下兩個方面：

1）電池系統性能的高精度評估。通過采集各電池單體的物理量（如電壓、電流、溫度等），根據電池不同工況下的特性，計算出相關狀態、控制量（如剩余電量、電池壽命、電池功率、電池組一致性等）的情況，為系統安全提供保障。

2）多因素耦合下的電池系統安全評估。由于環境因素、電池循環次數、機械振動或撞擊、使用強度不同，使得動力電池在不同階段呈現不同的安全特性。如何精確地對其進行預測，并給出相應的防護策略，是當前國內外BMS深入研究的熱點。