电池管理系统（BMS）是电池组的中央控制单元。电池管理系统对电池就像大脑对人一样。电池管理系统由许多子系统组成，例如主机或主控制器、一系列从控制器（取决于系统类型）、传感器和使所有系统工作的软件。有些甚至包括BMS中的电子控制装置，如开关、保险丝、高压前端、高压联锁回路和断电装置。
为什么电池管理系统如此重要？
电池管理系统可以发挥什么作用？
顾名思义，电池管理系统用于管理电池，使电池能够保持更好的状态，稳定运行。简单地说，电池管理系统可防止电池故障模式，如过充电、过放电、过热或欠温以及内部短路。除了保护电池外，电池管理系统还具有监控功能。事实上，如果没有监控电池的能力，就没有保护。电池管理系统还可以将电池组内部和外部的控制器连接到系统。最终，电池管理系统提供了最佳的电池性能，以满足各种能源和电力需求。这些性能由估计各种电池因素的软件控制，例如健康状态（SOH）、充电状态（SOC）和最大电压。
为什么锂离子电池需要电池管理系统？
近年来，以锂离子电池为动力的新能源汽车受到人们的关注，成为全球汽车发展的热点。然而，锂离子电池的异常使用可能会导致电池寿命缩短和损坏，甚至存在潜在的安全问题和危害因素。作为电池保护和管理的核心部件，电池管理系统在电动汽车的性能中发挥着越来越重要的作用。它可以提高锂离子电池的利用率，防止过充电、过放电、过热、短路等情况，监测电池的状态，从而延长电池的使用寿命。
为什么车辆需要电池管理系统？
电池管理系统通过控制电池输出以及能量和功率输入来管理电池寿命和安全性。大多数便携式设备（如笔记本电脑）的电池只能使用一两年，通常在温度变化很小的情况下使用（例如，在寒冷的冬天，笔记本电脑很少放在室外或在室外使用）。然而，车辆和工业电池需要持续8至10年、15年或更长时间，并能承受各种工作温度，包括阿拉伯沙漠的夏季和北极的极寒冬季。因此，大型电池通常需要电池管理系统来优化其性能。
那么锂离子电池可以不使用电池管理系统吗？
我听说一些赛车类型的电动汽车声称不使用电池管理系统。然而，赛车只是锂离子电池的一个非常具体的应用，在这些条件下，电池寿命通常会持续一个赛车赛季，因此不必担心保修和寿命。然而，除此之外，没有一个领域在没有BMS的情况下使用电池组。与其他类型的电池相比，锂离子电池需要管理以确保其安全性。例如，铅酸电池在滥用时不会发生热失控型事故，因此安全性可以在没有电子控制的情况下轻松控制。必须对锂离子电池进行管理，以使电池在允许的电压、温度和电流条件下工作，从而有效避免安全故障。
电池管理系统类型
电池管理系统有两种基本类型：集中式和分布式。这两种类型之间最大的区别是硬件的安装位置。主控制器或控制单元通常可以完成能量存储系统的主要设计目标：
（1） 切换触点以监测电池温度，并与核心控制板建立通信以监测核心温度；
（2） 监测电池和核心控制板的电压；
（3） 基于温度数据的热管理，加热或冷却电池；
（4） 管理电池安全（基于电池电压、温度和电池状态的触点开/关操作）；
（5） 计算、管理、记录电池状态并与汽车（或其他系统）通信。控制器主要由两部分组成，一部分是硬件控制板，另一部分是大量的数据处理软件，这两部分共同工作以确保整个系统的性能和安全性。
集中式电池管理系统
对于集中式电池管理系统，电池的主控制板和检测控制板在电池组装过程中安装在一个位置，内部通过电线连接成一个整体。这将减少硬件数量，但增加电池组中的电线数量。
分布式电池管理系统
分布式电池管理系统，在中央位置有一个主控制器，以及多个独立的电路板，用于检测电池的状况。通常，这些隔离板直接监控核心或模块，从而减少了电线的使用，因为从属板可以是菊花链。但由于印刷电路板（PCBS）数量的增加，这部分增加了成本。分布式电池管理系统设计在实际应用中得到广泛应用，因为每个从电路板只控制有限数量的电池，这对电池系统具有更好的控制效果。
除了分布式和集中式电池管理系统之外，电池管理系统可以有许多不同的结构，但最终取决于电池管理系统的使用位置和具体的功能要求。
电池管理系统中的硬件
电池管理系统硬件是电路板设计的重要组成部分。通常，电池管理系统硬件由一个或多个印刷电路板组成，印刷电路板可以集成所有组件以形成控制电路板，包括电容器、电阻器、电流传感器、can（控制器局域网）、LIN（局域互联网络）和其他通信组件，最重要的是专用集成电路（ASIC）。所有这些元件都安装在非导电基板上，嵌入导电铜（由铜片蚀刻而成），然后将其层压到电路板上。
从电路板通常有不同的名称，由设计者定制，包括电压温度监测器（VTM）、电池监测电路（CSC）等。但无论如何，从电路板的设计都是相似的，尤其是平衡电路管理和废热管理这两个最重要的模块。带有无源平衡管理系统的电路板将能量转换为废热。然而，在电路板的设计中，应尽可能减少废热对核心或电路板组件的影响。
硬件设计中的另一个问题是在电池管理系统中考虑电磁干扰（EMID）和电磁兼容性（EMC）。当控制电路板靠近充电器、逆变器、变频器或其他高压设备时，必须研究EMI和EMC，并为这些设备提供适当的静电屏蔽和接线连接。
使用PCB从板的另一个好方法是使用柔性板或电路。类似地，刚性PCBS可以用柔性塑料基板或两者的组合来代替。这通常用于CSC（单元监控电路）板，并且CSC可以直接安装在单元模块上。