純電動(dòng)汽車鋰離子電池管理系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)現(xiàn)狀分析

何忠霖，彭憶強(qiáng)，丁宗恒

(西華大學(xué)汽車與交通學(xué)院，四川成都 610039)

0 引言

近年來(lái)，隨著汽車保有量越來(lái)越大，能源危機(jī)日益凸顯，環(huán)境污染日益嚴(yán)重，發(fā)展新能源汽車成為各國(guó)汽車行業(yè)解決這兩大難題的關(guān)鍵。純電動(dòng)汽車具有節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，已逐漸成為替代傳統(tǒng)化石燃料汽車，作為短距離出行交通工具的不二選擇。眾所周知，電動(dòng)汽車動(dòng)力電池組高成本是導(dǎo)致電動(dòng)汽車價(jià)格居高不下的原因，其有限容量導(dǎo)致的低續(xù)駛里程問(wèn)題也是制約純電動(dòng)汽車大規(guī)模普及的技術(shù)瓶頸。BMS(Battery Management System，電池管理系統(tǒng))作為實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池組能量管理、熱管理、重要參數(shù)(電壓、電流、溫度)信息采集、通信及存儲(chǔ)、SOC(State of Charge)估算、電池均衡、安全管理等功能的重要電控系統(tǒng)，其性能優(yōu)越與否也在一定程度上決定了純電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程及電池組的使用壽命。

BMS作為純電動(dòng)汽車電控系統(tǒng)至關(guān)重要的一部分，其發(fā)展受到各個(gè)國(guó)家重視。美國(guó)、日本及歐洲各國(guó)對(duì)BMS的研究時(shí)間比我國(guó)早20年，他們對(duì)BMS的理論基礎(chǔ)和開(kāi)發(fā)BMS的實(shí)驗(yàn)設(shè)備投入了大量精力，建立了關(guān)于鋰電池不同的數(shù)學(xué)模型，做了大量實(shí)驗(yàn)，對(duì)不同模型下的控制算法進(jìn)行了研究。時(shí)至今日，國(guó)外已開(kāi)發(fā)出了各種先進(jìn)的BMS系統(tǒng)，具有代表性的是BADICHUQ系統(tǒng)、Smart Guard系統(tǒng)、Bat Opt系統(tǒng)、BATTMAN系統(tǒng)[1]。它們實(shí)現(xiàn)的方法不同，但基本功能幾乎一致。

雖然我國(guó)對(duì)BMS的研發(fā)起步較晚，但通過(guò)國(guó)家對(duì)新能源汽車發(fā)展的大力支持，再加上部分高校依托自身科技優(yōu)勢(shì)，與大的整車廠及電池生產(chǎn)商相合作的跨部分研發(fā)、生產(chǎn)方式，不斷縮短我國(guó)與國(guó)外先進(jìn)BMS水平差距。如北京交通大學(xué)自1999年起，一直致力于BMS與電動(dòng)汽車的研發(fā)工作。形成了包括電動(dòng)汽車國(guó)家試運(yùn)行示范區(qū)、北京121示范線、北京奧運(yùn)電動(dòng)大巴、北京公共交通控股有限公司等電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)[2]。BMS 作為電動(dòng)汽車關(guān)鍵零部件之一，近年來(lái)雖然性能有很大提高，但在數(shù)據(jù)采集的可靠性、SOC估算精度、均衡技術(shù)和安全管理等方面還有待進(jìn)一步改進(jìn)和提高[3-4]。

1 BMS關(guān)鍵技術(shù)的基本組成及工作原理

BMS是一個(gè)含電池重要參數(shù)采集、電池狀態(tài)分析、能量控制管理、熱控制管理、電池安全保護(hù)、數(shù)據(jù)通信與儲(chǔ)存的協(xié)同處理系統(tǒng)，如圖1所示。

圖1 電池管理系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)基本組成

BMS主要工作過(guò)程是通過(guò)對(duì)電池模組電壓、單體電池電壓、串聯(lián)電流、電池工作溫度等參數(shù)的采集，并建立合適的電池模型，運(yùn)用一定算法，對(duì)電池SOC進(jìn)行估算及實(shí)現(xiàn)對(duì)電池老化程度(State of Health，SOH)評(píng)判；同時(shí)電池安全保護(hù)系統(tǒng)通過(guò)判定電池在充電、放電過(guò)程中電壓、電流、溫度等參數(shù)是否超過(guò)預(yù)設(shè)閾值來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)作，起到對(duì)電池的保護(hù)作用；當(dāng)電池在充電、放電的過(guò)程中，能量管理系統(tǒng)和熱管理系統(tǒng)將啟動(dòng)，能量管理系統(tǒng)通過(guò)優(yōu)化充電、放電時(shí)電流大小和對(duì)單體電池進(jìn)行電壓均衡，保障電池在使用過(guò)程中高庫(kù)侖效率、充電效率和放電效率，增加電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程，熱管理系統(tǒng)的作用是讓電池處于最佳工作溫度區(qū)間5～35 ℃，且電池組最大溫差不超過(guò)6 ℃,最大限度延長(zhǎng)電池組使用壽命[5]。最后通過(guò)數(shù)據(jù)通信實(shí)現(xiàn)與其他控制器間的信息傳遞，通過(guò)分析存儲(chǔ)的歷史數(shù)據(jù)能更高效地處理產(chǎn)生的故障。工作原理圖如圖2所示。

圖2 BMS工作原理圖

2 BMS關(guān)鍵技術(shù)現(xiàn)狀分析

2.1 軟件BPM

軟件BPM是美國(guó)某公司對(duì)純電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)的概念定義，其主要功能是采集和檢測(cè)電池模組和單體電池電壓，對(duì)電池電流進(jìn)行采集處理，通過(guò)溫度傳感器對(duì)電池溫度進(jìn)行采集。通過(guò)上述測(cè)量參數(shù)實(shí)現(xiàn)SOC估算和電池老化程度評(píng)估，同時(shí)完成對(duì)采集數(shù)據(jù)的不同處理，如向駕駛員提供電池狀態(tài)信息、警告信息，向其他控制器傳遞電池參數(shù)數(shù)據(jù)，通過(guò)保存電池歷史狀態(tài)信息便于對(duì)電池進(jìn)行管理維護(hù)等，軟件BPM是BMS的心臟。

2.1.1 電池重要參數(shù)采集

一般來(lái)講，電池重要參數(shù)包括電池模組電壓、單體電池電壓、串聯(lián)電池模組電流、電池極柱溫度、SOC、 SOH、 自放電率、電池循環(huán)使用壽命。需要精確測(cè)量的是電壓、電流、溫度，其他參數(shù)可通過(guò)特定算法或大量充、放電實(shí)驗(yàn)獲取。

常見(jiàn)的電池電壓采集檢測(cè)芯片有ADI公司推出的AD7280芯片，Linear公司推出的LTC6802、 LTC6803芯片，美信公司推出的MAX11068芯片。電流可通過(guò)霍爾傳感器測(cè)得，溫度可通過(guò)熱敏電阻測(cè)得。

2.1.2 SOC估算方法

目前，常見(jiàn)的SOC估算方法有：

(1)開(kāi)路電壓法。依據(jù)SOC與開(kāi)路電壓OCV(Open Circult Voltage)之間的單調(diào)關(guān)系。在標(biāo)準(zhǔn)條件下(25 ℃，1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，相對(duì)濕度15%～90%)，以較小的充、放電倍率進(jìn)行充放電，通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，測(cè)得SOC-OCV曲線。因此，只需測(cè)取電池組OCV大小，根據(jù)此前已獲取的標(biāo)準(zhǔn)SOC-OCV曲線，即可讀取SOC。該法的局限性是：① SOC-OCV曲線易受到溫度干擾；② OCV必須在電池完全靜置下測(cè)得。

(2)安時(shí)積分法。這是估算SOC的基本方法，其計(jì)算公式如下：

(1)

式中：C為電池額定容量；η為充、放電效率。通過(guò)精確測(cè)量k-1到k時(shí)刻電池流經(jīng)電流，即可計(jì)算出該段時(shí)間的容量百分比，再與前一時(shí)刻SOCk-1相加(充電電流符號(hào)為正，放電電流符號(hào)為負(fù))，即可得到當(dāng)前荷電狀態(tài)SOCk。該方法的缺陷是：由于需要精確計(jì)量SOC初始值，但實(shí)際電池充、放電電流大小并不恒定，導(dǎo)致累積誤差的產(chǎn)生，該誤差會(huì)隨時(shí)間推移逐漸增大，不能消除。因此常與開(kāi)路電壓法聯(lián)合使用，采用開(kāi)路電壓法確定SOC初值SOC0，提高估算精度。

(3)狀態(tài)觀測(cè)器法。實(shí)質(zhì)上是構(gòu)造一個(gè)電池系統(tǒng)的等效模型，將與原系統(tǒng)相同的電流、溫度等參數(shù)輸入到新模型，可測(cè)得新模型的輸出量，原系統(tǒng)與新模型輸入量一致，構(gòu)造一定算法將兩系統(tǒng)輸出量差值不斷修正直至接近誤差允許范圍，此時(shí)新系統(tǒng)與原模型完全等價(jià)。新系統(tǒng)已知狀態(tài)量(通常是SOC)也等效于原模型狀態(tài)量。狀態(tài)觀測(cè)器法需保證狀態(tài)變量一定收斂，因此，在設(shè)計(jì)階段需要較多控制理論知識(shí)。

(4)卡爾曼濾波法。 卡爾曼濾波采用預(yù)測(cè)和校正的思想來(lái)估計(jì)系統(tǒng)的狀態(tài)。首先，根據(jù)建立的模型計(jì)算出狀態(tài)的預(yù)測(cè)值，然后根據(jù)預(yù)測(cè)值計(jì)算模型輸出值與實(shí)際系統(tǒng)輸出量的差值來(lái)修正預(yù)測(cè)值，進(jìn)而得到較為準(zhǔn)確的狀態(tài)估計(jì)值[6]。鋰離子電池常采用擴(kuò)展卡爾曼濾波對(duì)電池組SOC進(jìn)行實(shí)時(shí)估算。擴(kuò)展卡爾曼濾波是通過(guò)系統(tǒng)狀態(tài)空間模型將動(dòng)力電池非線性系統(tǒng)進(jìn)行線性化，然后再利用標(biāo)準(zhǔn)卡爾曼濾波算法的原理對(duì)狀態(tài)變量做最優(yōu)估計(jì)。為方便理解，給出了如圖3所示方框圖。

其中f( , )為非線性轉(zhuǎn)移函數(shù)，g( , )為非線性測(cè)量函數(shù)，vk為過(guò)程噪聲，用來(lái)描述狀態(tài)轉(zhuǎn)移過(guò)程中的加性噪聲及誤差的過(guò)程噪聲變量，wk為觀測(cè)噪聲，用來(lái)表述系統(tǒng)輸入量測(cè)量時(shí)產(chǎn)生的噪聲和誤差。vk、wk均為高斯隨機(jī)白噪聲。

圖3 非線性離散時(shí)間狀態(tài)模型

(5)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法的核心是基于功能層面，模擬人自組織、自學(xué)習(xí)能力的一種數(shù)學(xué)算法。從結(jié)構(gòu)上可分為輸入層、中間層和輸出層，通過(guò)不斷組織并行結(jié)構(gòu)和訓(xùn)練學(xué)習(xí)，可以無(wú)限逼近鋰離子電池在實(shí)際使用過(guò)程中的非線性系統(tǒng)。 模型精度受訓(xùn)練數(shù)據(jù)和訓(xùn)練方法影響較大。

2.1.3 數(shù)據(jù)通信及存儲(chǔ)方法

BMS必須滿足能和上位機(jī)進(jìn)行通信的功能，通常采用串口方式進(jìn)行通信。汽車常選用控制器局域網(wǎng)CAN(Control Area Network)串行通信方式。純電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池管理系統(tǒng)CAN由三部分組成：整車CAN、快充CAN、內(nèi)網(wǎng)CAN。整車CAN 是指整車控制器與電池管理單元之間的信息傳遞交互；快充CAN是指充電機(jī)管理模塊與電池管理單元之間的通信；內(nèi)網(wǎng)CAN則是指電池管理單元與電機(jī)控制管理模塊之間的通信。動(dòng)力電池的電壓、電流、溫度等參數(shù)儲(chǔ)存在BMS主控制器芯片的程序存儲(chǔ)器中，方便調(diào)用和查找。同時(shí)，也會(huì)在主控制器中設(shè)置相關(guān)程序周期性清除歷史數(shù)據(jù)，便于存儲(chǔ)實(shí)時(shí)跟新的參數(shù)。

2.2 能量管理系統(tǒng)

電池組的能量管理包括充電控制管理、放電控制管理和均衡控制管理。充電管理系統(tǒng)設(shè)置是否合理關(guān)系到電池充電飽滿程度及充電效率，須保證在盡量短時(shí)間內(nèi)以合理的充電方式以及適合的充電倍率將電充滿。放電管理系統(tǒng)的功能主要是匹配純電動(dòng)汽車行駛過(guò)程中不同工況時(shí)放電倍率，保證盡可能長(zhǎng)的續(xù)駛里程。對(duì)串聯(lián)動(dòng)力電池組而言，其性能是由構(gòu)成模組的性能最低單體電池決定的，因此電池均衡管理是為了確保充、放電時(shí)各單體電池電量基本相等，提高動(dòng)力電池的整體性能。純電動(dòng)汽車常用多分組能量管理方式進(jìn)行充、放電管理。

2.2.1 多分組能量管理

將串聯(lián)電池模組分為不同電池小組，以小組為單位進(jìn)行管理。劃分規(guī)則是：小組內(nèi)各單體電池型號(hào)相同，容量大致相等。這種能量管理方式的關(guān)鍵點(diǎn)在于：

(1)確定參加充、放電小組數(shù)目。串聯(lián)小組數(shù)目是由負(fù)載端電壓確定的，并聯(lián)小組數(shù)目是由負(fù)載所需電流和小組放電電流決定的，LI等[7]給出了確定串、并聯(lián)電路中參與充、放電電池?cái)?shù)目的具體算法，并引入波動(dòng)系數(shù)對(duì)負(fù)載波動(dòng)導(dǎo)致參與充、放電的電池?cái)?shù)量進(jìn)行了修正。

(2)各小組充、放電順序的確定。每個(gè)小組的剩余電量ρSOC是決定充、放電順序的關(guān)鍵因素。表1所示為SOC界定表。

表1 SOC界定表

注：UB為電池小組端電壓，Ucut為電池小組截止電壓。

各小組中F狀態(tài)最多且R狀態(tài)最少時(shí)，為放電最理想狀態(tài)；反之，若各小組中R狀態(tài)最多且F狀態(tài)最少時(shí)，為充電最佳狀態(tài)。因此，各小組放電優(yōu)先級(jí)為：F、G 、Y 、R；充電優(yōu)先級(jí)為：R、Y、 G、 F。

定義多分組能量管理方式的控制策略：

①需要確定小組的充、放電數(shù)目。

②對(duì)各電池小組進(jìn)行編號(hào)，同時(shí)各小組根據(jù)SOC優(yōu)先級(jí)得到充電優(yōu)先列表和放電優(yōu)先列表。

③按充、放電優(yōu)先級(jí)列表遞減的順序?qū)Ω餍〗M進(jìn)行充、放電。當(dāng)優(yōu)先級(jí)相同時(shí)，充、放電順序由編號(hào)順序確定。

④監(jiān)視各小組SOC，并返回到②。

2.2.2 電池均衡技術(shù)研究

電池容量均衡是提高電池組性能、保持電池健康、延長(zhǎng)純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程的重要環(huán)節(jié)。按均衡過(guò)程可分為充電均衡、放電均衡和動(dòng)態(tài)均衡；按能量消耗情況，可分為耗散型均衡和非耗散型均衡。

(1)耗散型均衡法。電路結(jié)構(gòu)通常比較簡(jiǎn)單，每個(gè)耗散模塊由能量消耗電阻和多路控制開(kāi)關(guān)組成。其原理是：當(dāng)某單體電池電壓高于其他電壓時(shí)，開(kāi)關(guān)閉合，電池、開(kāi)關(guān)、電阻形成閉合回路，電池能量被電阻消耗，電壓降低，從而達(dá)到均衡目的。這種均衡方式電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但均衡效率低，耗能較高。均衡電路如圖4所示。

圖4 開(kāi)關(guān)控制式均衡電路

(2)非耗散型均衡。常用電容、電感、DC-DC轉(zhuǎn)換器等具有儲(chǔ)能能力的元器件完成能量在單體電池之間的轉(zhuǎn)移。比較常見(jiàn)的是開(kāi)關(guān)電容型和Buck-Boost型，開(kāi)關(guān)電容型與電阻耗散型均衡法結(jié)構(gòu)類似，使用電容替代電阻實(shí)現(xiàn)非耗散功能，由多路開(kāi)關(guān)完成控制。因此，對(duì)DC-DC轉(zhuǎn)化器法進(jìn)行具體分析。DC-DC轉(zhuǎn)化器法按結(jié)構(gòu)可分為集中式和分散式兩種。

①集中式變壓器均衡法。集中式變壓器均衡法的原理是利用多副邊繞組變壓器，以整個(gè)電池小組的能量作為電壓源，當(dāng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)判定某組分為低壓?jiǎn)误w電池后，通過(guò)多副邊繞組對(duì)該單體電池進(jìn)行額外的能量補(bǔ)充，完成均衡[8]。根據(jù)繞組原邊和副邊作用方式的不同，可分為正向激勵(lì)和反向激勵(lì)兩種。能量均衡過(guò)程無(wú)能量損耗，且均衡速度較快，但缺點(diǎn)是由于副邊繞組匝數(shù)很難精確匹配，因此均衡精度受到限制。

②分散式均衡法。分散式均衡法是給每個(gè)單體電池都配置一個(gè)均衡電路，目的是通過(guò)均衡電路將能量較高的單體電池的能量轉(zhuǎn)移到整個(gè)電小組或能量較低的單體電池，因此整個(gè)系統(tǒng)主要是通過(guò)能量的吸收和釋放來(lái)區(qū)分[9]。由于給每個(gè)單體電池配置的均衡電路結(jié)構(gòu)基本一致，因此整個(gè)均衡電路比較容易模塊化，但缺點(diǎn)是整個(gè)電路會(huì)顯得臃腫復(fù)雜。根據(jù)變壓器在均衡電路中拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可分為隔離型和非隔離型兩種。原理圖如圖5所示。

圖5 分散式均衡法原理圖

2.3 熱管理系統(tǒng)

2.3.1 熱管理系統(tǒng)功能

對(duì)于熱管理系統(tǒng)，需具備的一般功能應(yīng)有：①單體電池和電池模組溫度的監(jiān)測(cè)。②當(dāng)電池組工作環(huán)境溫度過(guò)低，電池組實(shí)際容量會(huì)降低，工作效率降低，系統(tǒng)應(yīng)對(duì)動(dòng)力電池組進(jìn)行預(yù)熱，直至達(dá)到能正常使用的溫度范圍，即系統(tǒng)應(yīng)具有加熱功能。③當(dāng)外界溫度過(guò)高時(shí)，電池組自身充、放電會(huì)讓溫度進(jìn)一步升高，此時(shí)電池內(nèi)部某些活性物質(zhì)會(huì)與電解質(zhì)發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的化學(xué)反應(yīng)，電池極板微結(jié)構(gòu)遭到破壞，導(dǎo)致電池容量衰減，加速電池老化，同時(shí)充、放電過(guò)程產(chǎn)生大量的熱可能會(huì)導(dǎo)致電池起火等不安全因素，因此系統(tǒng)應(yīng)具有制冷功能。④電池組內(nèi)部各單體電池溫度應(yīng)盡量保持一致，從而提高電池使用性能和延長(zhǎng)電池壽命。⑤能對(duì)電池組在使用過(guò)程中可能產(chǎn)生的有害氣體進(jìn)行通風(fēng)排除。常見(jiàn)的熱管理系統(tǒng)有自然風(fēng)冷系統(tǒng)、主動(dòng)式風(fēng)熱/風(fēng)冷系統(tǒng)、主動(dòng)式液熱/液冷系統(tǒng)。

2.3.2 熱管理系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

熱管理系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)在于：①熱管理加熱/冷卻形式確定。②決定系統(tǒng)熱管理控制策略。③設(shè)計(jì)熱管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成及完成對(duì)執(zhí)行器的選型[10]。④電池箱溫度預(yù)測(cè)及熱場(chǎng)計(jì)算。

2.3.3 熱管理系統(tǒng)控制策略

以溫度為控制對(duì)象和目標(biāo)，采用多溫度區(qū)間對(duì)應(yīng)不同熱管理模式的控制策略。某純電動(dòng)汽車主動(dòng)式間接液熱/液冷熱管理系統(tǒng)控制策略如表2所示。

表2 熱管理系統(tǒng)控制策略 ℃

若環(huán)境溫度較高，致使汽車啟動(dòng)時(shí)電池箱溫度在55～65 ℃區(qū)間，溫度傳感器檢測(cè)到高溫電池箱后，熱管理系統(tǒng)進(jìn)入“限功率+制冷”模式，限制電池組大倍率放電的同時(shí)，制冷元器件介入工作，制冷的冷卻液流經(jīng)電池箱達(dá)到降溫效果。當(dāng)檢測(cè)到電池箱溫度在5～35 ℃時(shí)，液冷系統(tǒng)停止工作。為防止熱管理系統(tǒng)在不同模式間頻繁切換，通常給系統(tǒng)設(shè)定某溫度區(qū)間的滯回閥值，如±5 ℃，當(dāng)溫度處于某閾值范圍內(nèi)時(shí)，不進(jìn)行模式切換，當(dāng)超過(guò)閾值極限時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換模式。低溫時(shí)熱系統(tǒng)處理模式與高溫時(shí)類似。

2.4 電池安全保護(hù)系統(tǒng)

鋰電池使用過(guò)程中可能出現(xiàn)的過(guò)流、過(guò)充、過(guò)放、過(guò)溫均是潛在的不安全因素。鋰離子電池可以短時(shí)間過(guò)流，但長(zhǎng)時(shí)間過(guò)流會(huì)致使電池使用性能降低，安全性也得不到保障。過(guò)充、過(guò)放會(huì)對(duì)電池產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的損傷，甚至可能導(dǎo)致電池產(chǎn)生起火、爆炸等危險(xiǎn)。溫度對(duì)動(dòng)力電池影響尤大，由于鋰電池具有在非連續(xù)放電條件下，電池內(nèi)部活性物質(zhì)將重新分布使電荷達(dá)到平衡狀態(tài)的自恢復(fù)效應(yīng)[11]。因此常溫下鋰電池以某放電倍率放出的電量，是低溫下以相同放電倍率放出的電量與由低溫恢復(fù)至常溫后，以相同放電倍率繼續(xù)放電放出電量之和。

電池充電、放電、能量均衡由能量管理系統(tǒng)控制，工作溫度由熱管理系統(tǒng)控制。它們協(xié)調(diào)工作，盡量讓電池在最佳環(huán)境下工作。但純電動(dòng)汽車實(shí)際行駛時(shí)工況多樣，應(yīng)有安全保護(hù)系統(tǒng)作為電池安全工作的最后屏障。設(shè)計(jì)安全保護(hù)系統(tǒng)的流程如圖6所示。

圖6 故障診斷流程圖

3 結(jié)束語(yǔ)

BMS作為電動(dòng)汽車電控核心之一，已經(jīng)逐漸從純電動(dòng)汽車發(fā)展到插電式混合動(dòng)力、增程式混合動(dòng)力等多型電動(dòng)汽車。隨著電動(dòng)汽車的普及，BMS的發(fā)展也會(huì)進(jìn)一步朝著集成化、通用化方向發(fā)展，發(fā)展過(guò)程中亟待解決的問(wèn)題有：

①SOC估算精度。SOC估算通常是基于電池模型和估算算法，但隨著電池的正常使用，電池模型相關(guān)參數(shù)會(huì)發(fā)生非線性的動(dòng)態(tài)變化，若始終使用同一模型和不變的算法，沒(méi)有任何補(bǔ)償措施，致使估算精度下降。因此，應(yīng)盡量找到相關(guān)模型變化規(guī)律，減小估算誤差。

②可移植性差。不同類型鋰離子動(dòng)力電池BMS不通用，如三元鋰電和磷酸鐵鋰BMS存在差異。不同類型電動(dòng)汽車不通用，混合動(dòng)力和純電動(dòng)汽車電池工作模式不同，BMS也不同。因此，研究通用性更強(qiáng)的BMS是目前各BMS研究部門發(fā)展的方向。

③能量均衡管理。應(yīng)向非能量耗散型轉(zhuǎn)化，同時(shí)避免過(guò)于復(fù)雜的均衡電路，降低成本，提高能量利用效率。

④缺乏對(duì)電池SOH和老化程度的精確測(cè)試和評(píng)價(jià)，需掌握更多電池內(nèi)部運(yùn)行規(guī)律，摸清電池不同使用時(shí)期的老化程度，增加電池使用壽命，降低整車使用成本。

⑤優(yōu)化充、放電控制算法?，F(xiàn)在BMS充、放電功能大多以電壓為控制目標(biāo)，容易導(dǎo)致電池產(chǎn)生過(guò)充、過(guò)放，對(duì)電池造成不可逆轉(zhuǎn)的損傷，希望以后充放電控制算法能將SOC控制和電池端電壓控制相結(jié)合，提高充、放電效率，避免在充、放電時(shí)對(duì)電池造成損傷。