BMS为何在锂电池系统中必不可少？

近年来，随着新能源汽车以及电化学储能行业的快速发展，锂电池在用户和工商业中的应用越来越多，特别储能行业乘着国家和地方政策的密集风口，项目规模有爆

发式增长的趋势。随之而来不仅仅是行业的机遇，还有电池安全性问题。2021年8月24日，国家发改委发布《电化学储能电子安全管理暂行办法》：“住建部要加强

储能电子设计管理，组织开展储能电站设计与建筑安全相关标准制修订。建立储能电站安全监管平台，定期开展反事故工作。”电化学储能安全问题始终牵动着公众及用户的神经。

锂离子电池安全性问题本质上就是电池的“热失控”，即到达一定的温度极限后，电池温度出现直线上升，进而发生燃烧爆炸的现象。电池过热、过充、内短路、碰

撞等是引发电池“热失控”的几个关键因素，另外电池的过充、过放、过流、短路及超高温充放电等还会严重影响电池的性能。因此大规模的锂电池应用中，电池保护以及电池管理系统（BMS）的应用是必不可少的。

• BMS基本介绍

电池管理系统（Battery Management System, BMS）是由电子电路设备构成的实时监测系统，有效地监测电池电压、电池电流、电池簇绝缘状态、电池SOC、电池模组及单体状态（电压、电流、温度、SOC等），对电池簇充、放电过程进行安全管理，对可能出现的故障进行报警和应急保护处理，对电池模块及电池簇的运行进行安全和优化控制，保证电池安全、可靠、稳定的运行。

在锂电池系统中，BMS需要对电池组进行数据监测和故障诊断，以便对电池进行动态管理，并将这些数据上传至控制器，便于进行控制策略的选取与实施，实现电能的高效利用，保持电池性能良好，同时起到延长电池循环使用寿命的作用。一般来说，BMS要实现单体电池电压电流检测、电量计算、均衡管理等九大功能。

为什么锂电池需要配备电池管理系统（BMS）？是否可以像我们常用的干电池一样接入回路供电就可以呢？实际储能项目中并非如此，电池在使用的过程中并不是恒定不变的，也可以说并不稳定，一方面随着电池不断的充电放电，往往会出现部分电芯过充过放的情况出现，当大量电池串联或并联在一个回路中自行充放电时，长时间的不均衡充放电会严重影响电池正常使用和电池寿命，甚至会出现热失控引发起火爆炸事故。所以有效管控电池，实时检测电池情况是必要的，这就是电池管理系统BMS的重要意义。

• 储能BMS的架构和功能

电池管理系统是电池系统的核心部件，采用三级安全架构（一级从控BMU、二级主控BCMU、三级总控BSMU），负责每个单体电池的数据监测、均衡控制、SOC估算、故障预警、大数据分析预测等。科列自主研发的电池管理系统有十年以上的技术积累和应用经验，全部采用车规级功能安全设计标准，可靠性高，可提供实时、全面、精确的电池性能数据，通过CAN或RS485接口与PCS或EMS实现数据通信和控制。

一级从控BMU

一级从控模块BMU对每个单体电池的电压和温度进行高精度采集和实时监控,具有主动/被动均衡能力，并通过CAN总线与二级主控模块BCMU进行通讯，构成主从式电池管理系统。

二级主控模块（BCMU）

二级主控模块BCMU对电池簇电压、电流、功率和绝缘电阻等重要参数信息进行实时采集和监控，SOC/SOH等数据统计和计算，均衡策略判断和执行，进行实时电池故障诊断并根据既定策略系统进行保护，通过CAN与BMU和BSMU进行数据通讯。

三级总控模块（BSMU）

三级总控模块BSMU实时采集并显示电池系统的相关信息，接收并响应用户操作，提供数值统计、运行数据存储、故障录波、定制修改、系统校时、操作权限管理等，与PCS、EMS等进行通信和联动控制，保证电池系统稳定运行。

• 科列BMS技术优势

1）主动安全

科列储能电池管理系统基于ISO26262功能安全流程进行开发，采用汽车级芯片，软件采用AUTOSAR架构。开发过程达到A-SPICE C等级管理体系要求,产品达到功能安全等级ASIL-C等级，可靠性高。具有高精度的SOX能力，有效识别电池系统的充放电能力（SOP＜3%)，有效避免电池系统过充过放问题。智能内短路检测算法，预警电池热失控隐患，降低相关火灾概率 90% 以上。

2）主动均衡

科列主动均衡技术，采用无损能量转移技术，真正实现能量在单体间高效转移，最大消除电池串联的不一致性问题，使储能系统在全生命周期可用容量提升20%以上。

3）预标定/在线自标定技术

科列建立了国内领先、具备国际水平的电池系统标定平台，实现对单体电池、BMS HIL以及电池系统进行充分的测试标定，能够在开发、生产过程中发现并解决潜在的诸多问题，同时基于标定数据制定合理的电池管理策略，提高系统的性能、可靠性、安全性，降低故障率。

4）高精度SOX标定技术

通过全工况电池系统的标定、精准的电池模型和SOX算法设计，使电池系统的可用容量提升10%，提高了整个系统的安全性、可靠性和经济性。

5）大数据分析技术

科列大数据分析技术，能够对电池系统进行历史数据分析、单体电池劣化分析、SOC准确性分析等，并进行异常诊断和故障预警，评估电池健康状态，实现高置信度电池寿命预测，同时为SOX算法提供在线优化数据，保障储能系统的稳定运行。