1、为什么需要BMS
BMS（Battery Management System），也就是电池管理系统。BMS是连接电动汽车最核心部件“电池”与整车的关键纽带。电动汽车上电池包由大量的电芯组成，各个电芯之间的电压、容量等存在差异，同时单个电芯可能出现散热不均或者过度充放电问题，只要有一个电芯存在过度充放电就有可能影响到电池组的性能，而BMS具有对电池实时监控、自动均衡、控制充放电过程等重要功能，从而实现对电池组进行有效监控、保护、能量均衡和故障警报，进而提高整个动力电池组的工作效率和使用寿命。
一般来说，BMS由一个主控单元和多个从控单元组成，从控单元直接连接电池包（Battery Pack），采集电池的电压、电流和温度等，主控单元通过CAN总线或Daisy Chain通信等方式管理多个从控单元。
2、BMS三大核心功能
BMS作为动力电池的“大脑”，其三大核心功能为电芯监控、荷电状态（State of Charge，即SOC）估算以及单体电池均衡。
电芯监控，即通过监控每块电池的电压、温度、电流、运行状态等，并通过累加计算电池组的总电压，从而实现数据采集，为SOC估算提供数据，并提供离线分析系统故障的依据。电芯监控是对电池状况的“体检”，这个过程是持续的、实时的，通过这种不间断的监控，从而分析、诊断电池，保持电池组高效运行。
电池状态估算包括对电池组荷电状态（SOC）估算、功率状态（State of Power，即SOP）、健康状态（State of Health，即SOH）等。电池组荷电状态SOC即电动车仪表盘显示的剩余电量，SOC可以用来判断过充过放，精确估算SOC是BMS的关键技术之一，精度越高，对于相同容量电池的续航里程更长，高精度的SOC估算可以有效地降低所需要的电池成本。
动力电池电池组由多个电池串联而形成，工作过程中，单个电池之间难免存在不均衡现象。电池组工作过程中，不同温度和不同SOC下，功率也存在不同的限制，部分电池会存在超限工作而影响自身性能，经过积累后最终会影响到电池组性能。而电池均衡技术就是通过干预从而实现电池组内所有电池性能趋于一致。均衡技术可以分为有损无源和无损有源两种，即被动均衡和主动均衡。
被动均衡其原理是依照电池的电量和电压呈正相关，通过电阻将电量高的电池中的能量变成热量消耗掉，从而保持与低电压电池的电量相等状态。电量高的电池中的能量通过热耗散掉，导致电能使用率低。同时，将电能转变成热量耗散，带来了两难的问题，如果均衡电流大，热量也就多，散热也成为一大问题；如果均衡电流小，那么在大容量电池组中、电量差别大的情况下所起到的电量平衡作用效率很低，需要较长的时间才能达到平衡。
主动均衡原理就是将高能量电池中的能量转移到低能量电池中，有变压器方案和DC/DC转换芯片等方案。主动均衡采用能量转移，电能使用率高，损耗小，均衡电流范围较大，均衡效率高。主动均衡结构复杂，成本较高，限制了其推广应用。
松下电池的一致性较好，因此特斯拉采购的松下电池采用被动均衡足以解决电池之间不一致的问题。由于主动均衡技术推广的限制，目前市面上一被动均衡技术为主。
3、BMS三种结构
根据BMS的拓扑结构可划分为集中式、分散式和模块式三种类型。
集中式BMS是指电压、温度采集和均衡等功能都由主控完成，无从控，主控与电池直接通过导线相连，如日产Leaf。优点是结构简单、成本较低、通信较简化；缺点是线束比较复杂，连线多，连现长，导致可靠性降低。长线和短线在均衡的时候导致额外的电压压降，电池组线束排布麻烦，而且需要和电池单体一一对应，如果接错会有电池短路起火的风险。这种方式成本低，由于线束太多导致其只能适用于较小的电池包。
集中式BMS 系统
分布式管理系统是电压、温度采集和均衡分布到单个电池，通过总线与主控通信，如特斯拉Model S。优点是可以简化模组装配过程，连线少，线束距离均匀，不存在压降不一的问题；缺点是每块电池均需要安装控制电路板，成本较高，总线的电压信息对齐设计相对复杂。这种方案系统成本最高，但是可移植性最好，电池包可大可小。
模块式管理系统具有集中式与分布式两种管理系统的特点，主要用于模组排布比较特殊的包上，如Volt。优点是整个系统的部件较少，功能集中度高，结构比分布式更简单；缺点是优势不明显，成本较高，需要考虑主从之间的通信隔离，通信多样，控制复杂。
特斯拉的BMS技术正是其竞争力的表现之一。如今，专业BMS厂商、电池厂商、整车厂商三方均已加入到BMS的开发中来，对于任何一方来说，若要赢得BMS市场的争夺战，就必须掌握BMS的核心技术。
