八、動(dòng)力蓄電池組的管鋰系統(tǒng)BMS
    1．有機(jī)電解液鋰離子蓄電池組的管鋰系統(tǒng)BMS
    在動(dòng)力蓄電池組總成內(nèi)部必須設(shè)置蓄電池組管鋰系統(tǒng)BMS，防止各電芯、電堆過充電和防止碰撞時(shí)發(fā)生短路，如圖109所示。

    在液態(tài)電解質(zhì)鋰離子蓄電池組實(shí)際使用過程中，可能在某些意外的情況下，如受到外部沖擊等各種原因，造成上述保護(hù)控制管鋰系統(tǒng)BMS損壞，導(dǎo)致電芯充電電壓過高（或放電電壓過低），于是剩余的一部分鋰離子就會(huì)從正極經(jīng)電解質(zhì)、在負(fù)極表面以金屬鋰形成沉積。而金屬鋰的表面欠電位沉積，極易形成“枝晶”，從而刺穿隔膜，造成正負(fù)極在電芯內(nèi)短路，使電源系統(tǒng)產(chǎn)生數(shù)十安培的短路電流，這會(huì)引起起火爆炸等安全事故。其次，由于電源系統(tǒng)的某元件出現(xiàn)故障，例如某電芯溫度局部過高或者殼體破損接觸空氣，造成電源系統(tǒng)電流超過數(shù)十安培的過電流，金屬鋰又非常活潑，熔點(diǎn)也低，這就非常危險(xiǎn)，易于導(dǎo)致安全事故。所以在動(dòng)力蓄電池組內(nèi)部必須設(shè)置過電流保護(hù)和短路保護(hù)系統(tǒng)，避免整個(gè)電池組損壞、失效。
    2.  全固體鋰離子蓄電池組BMS
    全固體鋰離子蓄電池組的電芯結(jié)構(gòu)中已不含有隔膜。現(xiàn)以三菱i-MiEV牌純電動(dòng)汽車為例，為防止碰撞時(shí)發(fā)生電池內(nèi)部短路，設(shè)置可檢測(cè)電池電芯電壓與溫度的電芯監(jiān)測(cè)單元CMU （Cell Monitor Unit），并監(jiān)控由多個(gè)電芯串聯(lián)所構(gòu)成電堆的電壓與電流和各平衡電芯之間的電壓，CMU直接安裝在由8個(gè)電芯構(gòu)成的模塊上，如圖110所示。

    CMU的基板由帶電壓傳感器的高電壓部分和頂部裝有通信部件的低電壓部分構(gòu)成，中間使用絕緣元件傳遞信息，如圖111所示。

    每輛車有數(shù)個(gè)CMU，它們可通過控制器局域網(wǎng)CAN通信對(duì)電池組管鋰控制單元BMU傳遞信息數(shù)據(jù)。電池組的信息數(shù)據(jù)傳輸全部由低壓配線完成，即使車輛遭受過度沖擊，系統(tǒng)受到損傷，系統(tǒng)也能實(shí)現(xiàn)防止發(fā)煙和著火。一旦電池處于過充電狀態(tài)，就可能發(fā)煙、著火，所以掌鋰充電狀態(tài)就成為提高電池組安全、可靠性的重要手段。由CMU通過CAN通信向BMU傳遞電壓信息，如果通信中斷和發(fā)生不可預(yù)見故障，在通信數(shù)據(jù)“凝固”的情況下，要求系統(tǒng)仍能不過充電，如圖112所示。

    由多個(gè)CMU傳來的電壓信息數(shù)據(jù)，它們帶有來自各CMU的ID編碼數(shù)據(jù)，定期地發(fā)送到BMU，接收上述電壓數(shù)據(jù)的BMU，不斷監(jiān)視所收到的電壓數(shù)據(jù)，不得漏掉ID。如果超過一定的時(shí)間，還沒有接收到本應(yīng)接收到的ID編碼數(shù)據(jù)，則可判定通信線路已中斷，必須立即停止向高壓電力系統(tǒng)通電，并接通警示裝置。
在電池組或電堆均由電芯串聯(lián)構(gòu)成的情況下，充電時(shí)，所有電芯均流過同等電流，所以監(jiān)視有代表性的電芯電壓，就等于監(jiān)視了其池電芯的充電狀態(tài)。不過在這種情況下，要求各電芯處于同樣充電狀態(tài)，要求全電池組充電電源波形平滑化。在三菱純電動(dòng)汽車中，某個(gè)CMU內(nèi)實(shí)裝的電芯具有電壓平滑化的機(jī)能，假如某個(gè)CMU的電壓數(shù)據(jù)“凝固”，那么根據(jù)其池CMU的電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行控制充電，也可確保防止過充電，這種由數(shù)個(gè)CMU構(gòu)成的系統(tǒng)即使發(fā)生局部數(shù)據(jù)“凝固”，仍可防止“過充電”。特別是當(dāng)所有由CMU傳遞的數(shù)據(jù)均處于“凝固”狀態(tài)的情況下，通過檢測(cè)其池高電壓部件的總電壓，也可檢測(cè)出系統(tǒng)處于過電壓狀態(tài)，從而停止充電，并接通警示裝置。
    由于具有上述二重、三重保護(hù)，所以三菱i-MiEV純電動(dòng)汽車的動(dòng)力蓄電池組管鋰系統(tǒng)具有防過充電的“頑強(qiáng)性”。
    此外，必須強(qiáng)調(diào)的是，在高共模電壓和高達(dá)200A的電子開關(guān)瞬變的情況下，電池組管鋰系統(tǒng)BMS可對(duì)不同的電芯進(jìn)行精確測(cè)量。系統(tǒng)的精度必須達(dá)到毫伏級(jí)，采樣必須在嚴(yán)格的延遲時(shí)間范圍內(nèi)保持同步。采樣速度和精度都會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的效率。
    三菱i-MiEV牌純電動(dòng)汽車的動(dòng)力蓄電池組的管鋰系統(tǒng)如圖113所示。

    日產(chǎn)Leaf純電動(dòng)汽車的動(dòng)力蓄電池也為全固體鋰離子蓄電池，其動(dòng)力蓄電池組的管鋰系統(tǒng)BMS具有的功能有，對(duì)電池組的下述參數(shù)連續(xù)進(jìn)行監(jiān)控；每個(gè)電芯的電壓、充電狀態(tài)SOC、蓄電池溫度、蓄電池組硬件條件；為BMS優(yōu)化提供電力需求的條件（蓄電池組按車輛工況所需提供功率并使其最佳化）；蓄電池組管鋰系統(tǒng)BMS對(duì)意外情況的響應(yīng)，根據(jù)安全模式或在過充電、溫度過高、電芯損壞、碰撞情況下完全關(guān)閉。

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