走進寧德時代的電池管理系統（BMS）

倘若把電芯比作人體的心臟，模組和電池組比作強健的體魄，那么整個動力鋰離子電池系統要平穩運行，還要一個支配身體的智慧大腦，那就是BMS。

電池管理系統(BatteryManagementSystem，簡稱BMS)是連接電池和電動車的緊要紐帶，其精準的控制和管理為電池的完美使用保駕護航。

龍生九子，各有不同。即使同一批次加工的兩個單體電芯，因加工工藝誤差、使用環境差異等，其性能也不可能完全一致在使用過程中這種不一致性會逐漸張大，可能會出現過充、過放和局部過熱的危險，嚴重時影響到電池包的使用壽命和安全。

這時就要BMS大顯身手。

那么問題來了，BMS緊要做什么?

有關BMS的功能，行業內有關其分類方式不盡相同。不過從用戶的角度來理解，可大致劃分為兩大功能mdashmdash電池體檢和安全衛士。

即時體檢精準掌握電池狀態

即時體檢，指的是電池數據采集和狀態評估。

數據采集，可簡單理解為給電池做例行的體檢在充放電過程中，實時采集電池包中每塊電池的端電壓、溫度、充放電電流及總電壓，戒備電池發生過充電或過放電現象。

這種體檢是在線的、繼續的、不間斷的。過程中當發現數據異常時，可及時查詢對應電池狀況，并選擇出有問題的電池，從而保持整組電池運行的可靠性和高效性。

工程師在連接電芯采集單元

工程師在采集數據，觀測車輛在充電狀態下的電流、電壓、SOC的變化

寧德時代掌握業內領先的高精度測量技術，總流總壓精度可達千分之五采樣數據精度很高，通過實時知道電池真切工作狀態，及時做出判斷與修正。

體檢結束之后，會進入分解、診斷、計算的階段，之后生成體檢報告，這個過程可以理解為電池的狀態評估。

這時，我們要知道一個行業的常用術語mdashmdashSOC。

何為SOC?

電池包的荷電狀態(StateofCharge，即SOC)，即電池剩余電量。SOC是判斷電池過充及過放等一系列故障的基礎，精確的估算SOC，可戒備電池過充和過放，延長電池的使用壽命，從而提高電池的利用率。

其實，除了SOC估算，還有SOH(StateofHealth),SOP(StateofPower)，用戶可通過車上儀表顯示，看到這些數據，從而確認電池的工作、功能狀態。據此，在保護電池的基礎上，將潛力發揮最大化，大大提升駕乘體驗。

因此SOC等數據估算的準確與否，就顯得特別緊要。估算不準帶來的后果，有可能是汽車拋錨、與預期的行駛里程數不符等。

車輛正在進行快充試驗時，SOC顯示52%

舉個例子，滿電情況下續航里程為400公里的車輛在道路行駛。若估算準確，當SOC顯示為10%時，還可能行駛的里程是40公里若估算不準，SOC達到15%，則用戶以為的里程為60公里，事實上可能在行駛40公里之后，就已經沒電了。很顯然，關于用戶來說，這樣的情況很糟糕。

有關電池狀態的估算，要經過一系列復雜的計算。寧德時代掌握了精確的核心算法，通過基于電池參數的估算辦法，有效消除累積誤差的影響，估算更精確。NCM估算精確度在3%，LFP在5%左右。

安全衛士保護電池及人身安全

BMS還有另一大核心功能，就是安全衛士。其實就是保護的用途，這包括電池的自我保護和人身安全的保護。

眾所周知，電池過充、過放會帶來局部過熱，影響電池壽命不說，嚴重時會威脅到電池包的安全，進而引發人身安全隱患。這時，BMS的充放電管理模塊就開啟了保護職能，一方面與整車、充電機實現通訊，另一方面實時供應電池狀態，便于及時發出指令控制，有效戒備高充、低放的發生。

工程師在-30℃的黑河進行樣車冬季探測

在保護電池的模塊，均衡也是很緊要的一環，是保護并提升電池壽命的必要手段。另外，電池的保護還包括過壓、欠壓、過溫、過流等的保護。簡單來說，當實際參數高于或低于某約定值時，系統將自動做出判斷，并采取斷開、預充等方式保護電池安全。

在人身安全方面，BMS通過高壓控制的手段來保護。電池高壓可達300-500V，遠超人體安全電壓36V，風險隱患極大，非得做好高壓控制，最常見的就是繼電器、高壓互鎖、絕緣防護。周全的高壓防護控制，可有效保護司機、乘客和維護人員的人身安全。

工程師在整車廠進行高壓探測

提到安全，就不得不提功能安全了。寧德時代始終以做世界第一安全電池為發展目標，是業內率先進入功能安全范疇，同時最為完善的電池公司。

在整個平臺開發過程中，BMS嚴格遵守并滿足國際標準ISO26262，項目相關經驗豐富，先后在寶馬、大眾及PSA項目中進行了功能安全管理及開發功能安全逐步形成寧德時代的代差優點，也獲得了更多國內外整車廠的認可。

在設計階段，寧德時代力求實現ASIL：D級別目標。要怎么樣理解?

ISO26262標準依據安全風險程度，劃分由A到D的安全需求等級(AutomotiveSafetyIntegrityLevel，ASIL)，其中D級為最高等級，要最苛刻的安全需求。等級越高，對系統的安全性要求越高，為實現安全付出的代價越高，意味著硬件的診斷傾覆率越高，開發流程越嚴格，相應的開發成本新增、開發周期延長，技術要求越嚴格。

ASILD等級，失效率為10^-8/h，意味著1輛車假定每天運行4小時,要運行7萬年才出現1次由BMS導致的功能性故障。而如此低概率的失效率，可媲美飛機運行時的要求。通常來說，汽車行業對零部件的要求是B或C等級。

目前國內在功能安全范疇，尚處于起步階段。寧德時代接軌國際水平，已經有多個項目產品量產，如寶馬、大眾及長城先后實現了功能安全ASILC等級水平。

其實，BMS的功能遠不止這些，可謂小身材，大智慧。電池管理系統協同電池組，為整車供應強大的動力鋰離子電池系統。將來，寧德時代也將攜手同行，踏上更高更遠的征程!

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