BMS為何在鋰電池系統中必不可少？

近年來，隨著新能源汽車以及電化學儲能行業的快速發展，鋰電池在用戶和工商業中的應用越來越多，特別儲能行業乘著國家和地方政策的密集風口，項目規模有爆

發式增長的趨勢。隨之而來不僅僅是行業的機遇，還有電池安全性問題。2021年8月24日，國家發改委發布《電化學儲能電子安全管理暫行辦法》：“住建部要加強

儲能電子設計管理，組織開展儲能電站設計與建筑安全相關標準制修訂。建立儲能電站安全監管平臺，定期開展反事故工作?！彪娀瘜W儲能安全問題始終牽動著公眾及用戶的神經。

鋰離子電池安全性問題本質上就是電池的“熱失控”，即到達一定的溫度極限后，電池溫度出現直線上升，進而發生燃燒爆炸的現象。電池過熱、過充、內短路、碰

撞等是引發電池“熱失控”的幾個關鍵因素，另外電池的過充、過放、過流、短路及超高溫充放電等還會嚴重影響電池的性能。因此大規模的鋰電池應用中，電池保護以及電池管理系統（BMS）的應用是必不可少的。

• BMS基本介紹

電池管理系統（Battery Management System, BMS）是由電子電路設備構成的實時監測系統，有效地監測電池電壓、電池電流、電池簇絕緣狀態、電池SOC、電池模組及單體狀態（電壓、電流、溫度、SOC等），對電池簇充、放電過程進行安全管理，對可能出現的故障進行報警和應急保護處理，對電池模塊及電池簇的運行進行安全和優化控制，保證電池安全、可靠、穩定的運行。

在鋰電池系統中，BMS需要對電池組進行數據監測和故障診斷，以便對電池進行動態管理，并將這些數據上傳至控制器，便于進行控制策略的選取與實施，實現電能的高效利用，保持電池性能良好，同時起到延長電池循環使用壽命的作用。一般來說，BMS要實現單體電池電壓電流檢測、電量計算、均衡管理等九大功能。

為什么鋰電池需要配備電池管理系統（BMS）？是否可以像我們常用的干電池一樣接入回路供電就可以呢？實際儲能項目中并非如此，電池在使用的過程中并不是恒定不變的，也可以說并不穩定，一方面隨著電池不斷的充電放電，往往會出現部分電芯過充過放的情況出現，當大量電池串聯或并聯在一個回路中自行充放電時，長時間的不均衡充放電會嚴重影響電池正常使用和電池壽命，甚至會出現熱失控引發起火爆炸事故。所以有效管控電池，實時檢測電池情況是必要的，這就是電池管理系統BMS的重要意義。

• 儲能BMS的架構和功能

電池管理系統是電池系統的核心部件，采用三級安全架構（一級從控BMU、二級主控BCMU、三級總控BSMU），負責每個單體電池的數據監測、均衡控制、SOC估算、故障預警、大數據分析預測等?？屏凶灾餮邪l的電池管理系統有十年以上的技術積累和應用經驗，全部采用車規級功能安全設計標準，可靠性高，可提供實時、全面、精確的電池性能數據，通過CAN或RS485接口與PCS或EMS實現數據通信和控制。

一級從控BMU

一級從控模塊BMU對每個單體電池的電壓和溫度進行高精度采集和實時監控,具有主動/被動均衡能力，并通過CAN總線與二級主控模塊BCMU進行通訊，構成主從式電池管理系統。

二級主控模塊（BCMU）

二級主控模塊BCMU對電池簇電壓、電流、功率和絕緣電阻等重要參數信息進行實時采集和監控，SOC/SOH等數據統計和計算，均衡策略判斷和執行，進行實時電池故障診斷并根據既定策略系統進行保護，通過CAN與BMU和BSMU進行數據通訊。

三級總控模塊（BSMU）

三級總控模塊BSMU實時采集并顯示電池系統的相關信息，接收并響應用戶操作，提供數值統計、運行數據存儲、故障錄波、定制修改、系統校時、操作權限管理等，與PCS、EMS等進行通信和聯動控制，保證電池系統穩定運行。

• 科列BMS技術優勢

1）主動安全

科列儲能電池管理系統基于ISO26262功能安全流程進行開發，采用汽車級芯片，軟件采用AUTOSAR架構。開發過程達到A-SPICE C等級管理體系要求,產品達到功能安全等級ASIL-C等級，可靠性高。具有高精度的SOX能力，有效識別電池系統的充放電能力（SOP＜3%)，有效避免電池系統過充過放問題。智能內短路檢測算法，預警電池熱失控隱患，降低相關火災概率 90% 以上。

2）主動均衡

科列主動均衡技術，采用無損能量轉移技術，真正實現能量在單體間高效轉移，最大消除電池串聯的不一致性問題，使儲能系統在全生命周期可用容量提升20%以上。

3）預標定/在線自標定技術

科列建立了國內領先、具備國際水平的電池系統標定平臺，實現對單體電池、BMS HIL以及電池系統進行充分的測試標定，能夠在開發、生產過程中發現并解決潛在的諸多問題，同時基于標定數據制定合理的電池管理策略，提高系統的性能、可靠性、安全性，降低故障率。

4）高精度SOX標定技術

通過全工況電池系統的標定、精準的電池模型和SOX算法設計，使電池系統的可用容量提升10%，提高了整個系統的安全性、可靠性和經濟性。

5）大數據分析技術

科列大數據分析技術，能夠對電池系統進行歷史數據分析、單體電池劣化分析、SOC準確性分析等，并進行異常診斷和故障預警，評估電池健康狀態，實現高置信度電池壽命預測，同時為SOX算法提供在線優化數據，保障儲能系統的穩定運行。