電動汽車用鋰離子電池容量大、串并聯(lián)節(jié)數(shù)多，系統(tǒng)復(fù)雜，加之安全性、耐久性、動力性等性能要求高、實現(xiàn)難度大，因此成為影響電動汽車推廣普及的瓶頸。鋰離子電池安全工作區(qū)域受到溫度、電壓窗口限制，超過該窗口的范圍，電池性能就會加速衰減，甚至發(fā)生安全問題。溫度對鋰電池性能尤其安全性具有決定性的影響，當溫度過高時，會給電池的壽命造成不利影響。當溫度高至一定程度，則可能造成安全問題。過低的電壓或者過放電，會導(dǎo)致電解液分解并產(chǎn)生可燃氣體進而導(dǎo)致潛在安全風險。過高的電壓或者過充電，可能導(dǎo)致正極材料失去活性，并產(chǎn)生大量的熱；普通電解質(zhì)在電壓高于4.5 V時會分解。

為了解決這些問題，人們試圖開發(fā)能夠在非常惡劣的情況下進行工作的新電池系統(tǒng)，另一方面，目前商業(yè)化鋰離子電池必須連接管理系統(tǒng)，使鋰離子電池可以得到有效的控制和管理，每個單電池都在適當?shù)臈l件下工作，充分保證電池的安全性、耐久性和動力性。

電池管理系統(tǒng)（Battery Management System），簡稱BMS，它的主要任務(wù)是保證電池系統(tǒng)的設(shè)計性能，可以分解成如下三個方面：

1）安全性，保護電池單體或電池組免受損壞，防止出現(xiàn)安全事故；

2）耐久性，使電池工作在可靠的安全區(qū)域內(nèi)，延長電池的使用壽命；

3）動力性，維持電池工作在滿足車輛要求的狀態(tài)下。

一汽大眾最新投放的ID4和ID6采用的是有PREH提供的BMS系統(tǒng)，是由德國大眾開放的最新一代BMS系統(tǒng)。下面就結(jié)構(gòu)及功能設(shè)計方面來探究一下這個動力電池的大腦如何為ID4和ID6提供出色的動力及控制性能的。

ID4 Crozz BMS系統(tǒng)介紹

ID4 Crozz的BMS系統(tǒng)主要有BMCe和CMCe兩部分組成，BMCe的全稱為Battery Management Controller extended, CMCe的全稱為Cell Module Controller extended, 一套完整的BMS系統(tǒng)架構(gòu)由一個BMCe和多個CMCe組成，如下圖所示：

在這套系統(tǒng)當中，BMCe的主要功能包括：

1) 監(jiān)測和診斷電池的電壓和電流

2) 計算電池的SOC和壽命，計算持續(xù)功率和最大功率下電池的電壓和電流限制

3) CMCs供電、通訊、診斷

4) 與整車系統(tǒng)通訊

5) 電池端、車身端絕緣監(jiān)測

6) 保險絲診斷

7) 繼電器控制和診斷

8) 高壓互鎖

9) 充電控制和監(jiān)測

10) 冷卻系統(tǒng)監(jiān)測和控制

11) 管理故障信息

其相關(guān)功能在PCBa上的分布如下：

CMCe的主要功能包括：

同步測量每塊電池的電壓并通過CAN發(fā)送到BMCe

1) 測量電池模組內(nèi)溫度并通過CAN發(fā)送到BMCe

2) 均衡每塊電池的電壓

3) 過壓/欠壓報警

CMCe的PCBa結(jié)構(gòu)如下，可以根據(jù)不同的電芯模組需求，使用12/36/48通道的CMCe。同時，在模塊之間使用了菊花鏈的結(jié)構(gòu)，具有可靠、高速通信隔離、成本低等特點。

先進的結(jié)構(gòu)和功能的設(shè)計保證BMS系統(tǒng)能夠滿足整車對動力電池性能的嚴苛要求。每一臺ID4和ID6都擁有一顆這樣優(yōu)秀的電腦，指揮車輛在任何工況下都能夠發(fā)揮出色的性能，并在安全性方面提供最佳的保障。