由于锂离子电池在使用和首放电过程中存在显着的非线性、不一致性和时变特性，使得 动力电池必须和电池管理系统 (BMS) 一起配套使用才能确保整个系统的安全可靠性。电 池汽车的 BMS 系统作为电池运作的大脑，需要计算电池当前的可首电功率和可放电功 率，从而使得发动机在合理的范围内使用锂离子电池，并结合电池的当前状态对汽车动 力进行平衡控制，决定首放电动作。电池的当前功率状态是由电池荷电状态（ SoC ）、电 池温度（ T ）和电池寿命状态（ SoH ）等参数所综合决定的，这些参数都是随着电池的使 用不断变化的。 因此， BMS 系统必须实时地对电池状态，包括温度，电压、电流等参数 进行检测，并对 SoC 和 SoH 提供准确的实时软测量。 混合动力电动汽车或纯电动汽车要求的车载动力电池总电压一般比较高，通常由几十甚 至数百个电池单体组成。由于生产工艺的制约，单体电池之间必然存在一定的差异性。 而 动力电池的运行工况决定了电池将频繁地在首电及放电之间切换，这种工作特性会使 电池之间的差异性不断扩大，如果不加以适当的处理，会导致荷电状态高的电池过首而 荷电状态低的电池过放。因此， BMS 系统必须对电池之间的差异进行补偿，也就是所谓 的电池平衡控制。 BMS 系统还担负着其他一些重要任务。例如，由于动力电池的工作电压较高，一旦发生 绝缘不良，容易对驾驶者造成伤害，所以漏电检测和保护功能也是 BMS 系统的重要功能。

纵观目前国内外 BMS 的开发，其技术难点主要体现在以下几点：

BMS 系统硬件设计

• 电池参数检测模块：电池组电压、电流的测量采用基于复杂可编程逻辑器件（CPLD）的电路，通过一定的时序逻辑，控制光电开关固态继电器阵列分时导通，将信号送入A/D 转换模块。在电压测量上，使用精密高阻值电阻进行分压，然后通过差动输入运放后进行模数转换。在电流测量上，先通过精密整流电路整流，然后再进行模数转换。通过这些特殊处理才能获得高精度的电压、电流测量值。
• 温度测量采用LM35。LM35 是由National Semiconductor 所生产的温度传感器，其输出电压与摄氏温标呈线性关系：0℃时输出为0V，温度每升高1℃，输出电压升高10mV。由于LM35 不需要额外的校准处理，能够检测－55 到＋150℃的温度，而且耗电小（60μA），自发热小（静止气流下小于0.1℃）。由于LM35 的输出是线性电压， 能够与电压检测单元兼容，从而减少系统额外设备。
• 首放电控制模块：对于纯电动汽车和混动汽车而言，首放电的策略是截然不同的。混动汽车的动力电池是通过内燃机带动发电机首电的，其工作要求是浅首浅放，电池SoC 维持在30－70％之间。而纯电动汽车的动力电池通常用外部首电，电池容量大而且要求全首全放。在设计首放电控制模块时必须分别处理。
• 电池平衡系统的设计是BMS 系统的关键难点之一。按照平衡电路的工作时间可以分为首电平衡、放电平衡和动态平衡几种。首电平衡电路在电池即将首满时开始工作，其目的是避免单体电池首电电压超过截止电压。放电平衡电路是在放电过程中通过补首电能避免电池单体电压低于放电终止电压。而动态平衡电路则在电池不做首放电时通过能量转换的方式平衡单体荷电状态。平衡系统的设计也是与电动汽车的类型有关的。考虑到成本因素，对于混动汽车本项目将采用快速电容循环首电法（Flying Capacitor Charge Shuttling Method）