干货 比亚迪电池管理系统解密

干货| 比亚迪电池管理系统解密

电池管理系统BMS的功能作用

1、准确估测动力电池组的荷电状态

准确估测动力电池组的荷电状态（StateofCharge，即SOC），即电池剩余电量，保证SOC维持在合理的范围内，防止由于过充电或过放电对电池的损伤，从而随时预报混合动力汽车储能电池还剩余多少能量或者储能电池的荷电状态。

2、动态监测动力电池组的工作状态

在电池充放电过程中，实时采集动力电池组中的每块电池的端电压和温度、充放电电流及电池包总电压，防止电池发生过充电或过放电现象。同时能够及时给出电池状况，挑选出有问题的电池，保持整组电池运行的可靠性和高效性，使剩余电量估计模型的实现成为可能。除此以外，还要建立每块电池的使用历史档案，为进一步优化和开发新型电、充电器、电动机等提供资料，为离线分析系统故障提供依据。

3、单体电池间的均衡

即为单体电池均衡充电，使电池组中各个电池都达到均衡一致的状态。均衡技术是目前世界正在致力研究与开发的一项电池能量管理系统的关键技术。

解密比亚迪电池管理系统

首先我们来谈谈唐和秦的电池，型号应该是一样的，只是秦的电池组电芯数量比较少，容量13度，唐的比较多，18度。单个的电芯都是比亚迪自己制造的磷酸铁锂电池，额定电压3.2V，容量26AH。为什么不是最近比较火的三元锂电池呢？原因如下图：

磷酸铁锂电池拥有更好的寿命、安全性，更适合插电式混动车的用车情况。

电池单体搭台是这个样子的，但是这个应该是大巴上的，因为电储量高达120AH，咱们的只有26AH，不过大致上是一样的，都是长方体。

唐的电池组位于底盘中部，体积和重量都比较大。放在底盘的好处是降低了整车重心，同时不影响后备箱空间。缺点嘛，对放水和防磕碰要求比较高，日常使用要注意这块不要浸水，不要磕碰。

这是秦的电池组，位于后座以后，后备箱之前。优点：放水防磕碰性能都很好，缺点：重心比较高，影响后备箱空间，和唐正好是相对的~

连接方式为串联（全部电芯串联），串联的电池如下图，形象一点说，就是类似于我们以前用过的手电筒，几个电池头尾相接。

这种连接方式，每个电芯放电的时候使用同样的电流对外放电，充电的时候同样的电流充电，在不借助均衡系统的情况下，无法对单个电芯进行充放电。而且，当一个电芯充满时，就要停止对整个电池组的充电，不然这个电芯会过充损坏，而一个电芯放空的时候，整个电池组就要停止放电，不然这个电芯会过放损坏。还记得手电筒有什么要求么？对了，新旧电池不能混用，也就是说有电和没电的电池不能混用。回到唐和秦的电池组，上边是个示意图，选取了几个电芯。正常

情况下，他们的存电量应该是完全一样的，一起充满，一起放空，如果一直这样

循环，那么就不会产生文章之初的各种问题了。事实上，电池组使用一段时间以

后，就会出现各个电芯存电量出现差异的情况，产生差异的原因有很多，比如电

池本身容量就不一致，或者内阻不一致，工作温度不一致等，都会导致放电容量

出现差异。当各个电芯存电量不一致，就会出现下图的情况：

表面上看，只是有一个电芯损失了一点电量，一共有那么多电芯，应该不会有什么影响吧？我们继续往下看，这个电池组放电的时候，会发生什么：

整个电池组释放了80%的电量，而这时候，原本不满的电池已经空了，这时候

电池组就要停止放电。如果这个电池组的存电量是10度，那么在充满的情况下，

这个不均衡的电池组放电80%也就是8度就已经无法放电了，表面上看只有5%

的电量缺失，却导致20%的容量无法使用。这还是只有4个电芯比较的情况下，

如果是200多个，可想而知影响有多大。

那么一旦产生了不均衡，怎么办呢？这就要用到电池管理系统的均衡模块。唐和

秦的均衡模块采用的是被动均衡方式，也就是说，通过旁路电阻给电压较高的电

芯放电，使其达到和其他电芯相同的电压。也就是这样：

每个电芯都有一个由电池管理系统单独控制的电阻，当需要的时候，接通这个电阻的电路，给电芯放电。通过经过一定的时间，这个不均衡的电池组就变成了这样：

电芯电容量一致了，再充电就可以都充满，放电都放空，一切恢复正常，容量回

来了，续航也回来了！听起来很美，是吧？那为什么很多车就是达不到这个效果

呢？

首先，这个放电的过程非常缓慢！充电过程的话电流可以达到10A以上（10000ma），而这个放电呢？据了解，这个放电电阻允许的最大电流是30ma~在均衡系统一直处于最佳均衡状态的情况下，均衡一度电的差异，也需要100小时左右！

其次，均衡系统不是一直工作在最佳状态下的。要有一个好的工作状态，系统需要知道哪个电芯是需要被放电的，需要放多少电。而这个过程不是任意电量都可以完成的。

这是一个磷酸铁锂电池放电的曲线图。可以看到，在15%电量以上的时候，电压的差异是非常小的。这时候要找到哪个电芯需要放电，放多少，是非常困难甚至不可能的。所以，要让均衡系统处于高效工作状态，就需要实时的把电池用到15%以下。然后充满电，让车进入均衡状态，这时候的均衡效率是最高的，除非用车，不然建议等到均衡结束（也就是说仪表盘完全熄灭）。在电池组不均衡的情况下，一次均衡大概需要20小时左右，大家可以按照自己的电池组缺少电量来计算需要多少个循环。

这也就引申出了另一个问题：在均衡结束以后，略微用一点电，然后充满，车辆会再次进入均衡状态，这个时间，应不应该计入有效均衡？根据楼主的经验，这

个均衡几乎是无效的。因为唐和秦的电池组不均衡，绝大多数是某一两个电芯电压过低，需要对另外的大量电芯进行放电。而在低电量时，可以正确的标记剩余电芯，高电量下，系统只会标记充满时电压最高的一个电芯，是一个，可想而知效率是怎么样的了，几乎可以忽略不计。

下面讲一下，什么样的电池是没问题的，什么样的是有问题的。这里，借用了

14款秦的DCT软件电池监控模块来展示数据。唐不支持这个，但是电池组的原理是一样的。很多人去检查电池的时候，发现自己最低电压电芯只有2.6-2.8V，感觉这个电芯有问题，进而要求4S店更换，4S套用厂家的表格，给出正常的

答复，客户就会感觉厂家在敷衍。其实，单个电芯电压较低是正常的。最理想的状况是5%电量是所有电压电芯均低于3V，这样电池组所有的电量都被释放，

当然，这样的电池组几乎是不存在的，它要求所有电芯的一致性非常非常好。一般来说，判断电池组状况较好的依据是在5%的情况下，最低电芯电压低于3V，而最高电压电芯电压低于3.15V（放电到5%的瞬间电压即可，存放一会儿以后电压会回升，不比等回升）。更换电池厂家有自己的标准，如果满足更换的条件，可以选择更换，但是楼主更建议先使用正确的均衡方法均衡100小时，如果效

果不明显再换。因为更换完的电芯和原来已经有所衰减的电芯是很难匹配一致的。下面是楼主的车均衡情况的完全记录：