窘境下的BMS：我不殺伯仁，伯仁因誰而死？

在新能源汽車產業冉冉升起的當下， 伴隨著新能源汽車數量的激增， 關於各類新能源汽車事故的報導也逐漸進入了公眾視野。 新能源汽車的安全問題已經成為各方關注的社會熱點問題。

據不完全統計， 自2010年以來， 我國新能源汽車安全事故共有49例， 分析這49例事故， 充電、電池故障、碰撞、涉水是引發安全事故的主要誘因， 而其中電池故障導致的事故超過總量的50%。 引發電池故障的誘因是多種多樣的， 但主要表現在動力電池在熱濫用、電濫用和機械濫用等因素下導致動力電池的能量集中釋放，

其中包括電能的釋放和化學能的釋放， 最後集中表現在動力電池出現熱失控擴展而引發車輛的燃燒和爆炸上。

目前為了提高車輛的性能， 各家車企都在嘗試為自己的新能源車型上添加比能量更高的動力電池。 新能源汽車行業似乎興起了一場高比能量電池的技術風潮。 動力電池比能量越高， 也意味著發生事故後的造成的危害也就越大， 乘車人員也面臨著更高的安全風險。 一支能量密度在350wh/kg的高比能量電芯， 其發生熱失控時釋放溫度可以高達1200℃。 而車輛電池包中往往包含成百上千支電芯， 一旦發生安全事故， 後果是難以想像的。 同時除了由熱失控擴展造成的燃燒、爆炸外， 乘客還將有可能面對電能釋放和化學物質外漏造成電侵害和化學侵害的問題。

新能源汽車的安全技術面臨著嚴峻的挑戰。

工程師們都在想方設法提高新能源汽車的安全性能， 以減少車輛事故的發生概率， 降低事故發生時乘車人員的損害， 提高事故發生後乘車人員被救助的幾率。 除了通過對整車的結構設計進行優化， 對車體材料進行升級， 完善車輛的安全系統， 工程師們還把目光聚焦在新能源汽車的動力電池系統上。

新能源汽車動力電池系統主要由電芯+BMS+熱管理元件和封裝材料構成， 動力電池系統安全性的提升依賴于安全優質的電芯， 先進的BMS技術， 完善的熱管理系統， 成熟的構型技術、防護系統設計和保護電路等， 而BMS作為串聯各種功能的“指揮官”，

成為提高新能源汽車安全性能的關鍵。

BMS的主要職能是對新能源汽車的動力電池系統進行安全監控和管理。 受到新能源汽車整車技術線路的影響， 車輛搭載的BMS系統也會有略微的區別。 但BMS的基本功能至少包括：電池參數檢測（SOC、SOH、SOE）、故障診斷、安全控制與報警、均衡控制、溫度控制、功能安全、EMC等。 BMS對動力電池系統的安全管理， 特別是對動力電池系統熱失控的預防和處理， 對新能源汽車安全性能的提升尤為重要。

BMS在設計上應該對熱失控發生的誘因進行預防和排除。 在整體設計上要考慮到車輛可能出現的電濫用（過沖、過放、電器短路等）、熱濫用（熱積累、溫度元件失控等）、機械濫用（碰撞、傾覆、穿刺、跌落等）。 BMS對車輛的電池系統發生的熱失控管理可以分為初發熱失控和熱失控擴展兩個方面。

在初發熱失控階段， BMS通過內置的晶片和感測器， 對電芯的電壓、溫度等資料的收集， 分析電芯的工作狀態。 當熱失控出現時， BMS鎖定處於異常狀態的電芯， 向乘車人員發出警報。 通過判斷電芯出現異常的原因， BMS可以利用均衡、降溫、加熱、隔離等手段抑制熱失控， 防止熱失控擴展的出現。 在車輛的動力電池系統進入熱失控擴展後， BMS在發出警告的同時， 調節動力電池換氣系統， 加大水冷卻， 開啟滅火措施， 對電芯進行局部或整體的熔斷， 切斷動力電池系統的電力供應， 抑制熱失控擴展的發展。

BMS技術近年來已經有了很大提升， 很多方面都已經進入實際應用階段，

但有些部分仍不夠完善， 與三電技術相比， BMS還不是很成熟， 具備很大的提升空間。 在資料收集方面， 例如SOC（電池剩餘容量）參數對動力電池的放電調節、電池安全、使用壽命， 以及對充電機CAN通訊等造成直接影響的估算精度方面還有很大的進步空間。 在熱管理元件方面， 先進的BMS已經可以將放電溫度調節在±2℃以內， 而大部分的BMS系統的調節誤差在±5℃， 未來還可以進行突破。

除了BMS上的問題外， BMS在應用中暴露出一些問題同樣值得思考。 典型的例子就是BMS和整車電控系統的協調這個說大不大說小不小的問題。

我們知道， BMS採取安全應急措施是基於動力電池系統工作狀態而決定的。 但在新能源汽車實際使用過程中， BMS需要收集更多的參數才能做出正確的決定。 新能源汽車在靜止充電或低速行駛時，動力電池系統出現熱失控擴展，BMS進行斷電處理是正確的判斷。但車輛在高速公路高速行駛的過程中出現類似狀況，BMS進行斷電處理則有可能釀成事故。這也是車輛的BMS系統未能同整車的電氣系統進行協調導致的典型問題。

BMS在檢測到熱失控後進行報警，提示給駕駛員。駕駛員是否會採納？駕駛員是否會因為BMS的報警而受到驚嚇，醞釀出更加嚴重的問題？特別是新能源客車，乘客在得知車輛出現危險後，會不會因逃生而發生擁擠和踩踏事故，造成不必要的人員傷亡？車輛的電氣系統能否及時做出協同，比如亮起車輛的雙閃，輔助降低車速？如果能將車輛外部感測器的資料導入到BMS中，則可能使BMS做出更加準確的判斷，那麼這些問題也許就能解決。

近年來國內的專家學者已經開始了針對BMS和整車協調問題進行研究和探索，但想要解決這一問題，還面臨著較大的困難。車企和BMS企業雖然都有可能意識到其中存在的安全隱患，但由於缺乏相關的政策規範，目前BMS和整車的電氣協同問題目前還處於模棱兩可的狀態。對於車企而言，這可能意味著將要支付巨額的生產成本，而對於BMS企業而言，在向車企開放介面的過程中則有可能導致核心技術的洩漏，從而喪失市場競爭優勢。

新能源汽車產業的蓬勃發展，產品的安全屬性是基石，沒有了這塊基石再輝煌的產業也將變成空中樓閣。未來新能源汽車將面臨更加嚴峻的挑戰，我不殺伯仁，伯仁因我而死。整車和BMS企業除了在自身各項技術的提升上下功夫，還應將新能源汽車作為一個有機整體考慮各個部件、各項技術之間的銜接和協同問題，真正將使用者的生命財產安全放在第一要位，也只有這樣，新能源汽車產業才能在堅固的根基上實現飛躍。

新能源汽車在靜止充電或低速行駛時，動力電池系統出現熱失控擴展，BMS進行斷電處理是正確的判斷。但車輛在高速公路高速行駛的過程中出現類似狀況，BMS進行斷電處理則有可能釀成事故。這也是車輛的BMS系統未能同整車的電氣系統進行協調導致的典型問題。

BMS在檢測到熱失控後進行報警，提示給駕駛員。駕駛員是否會採納？駕駛員是否會因為BMS的報警而受到驚嚇，醞釀出更加嚴重的問題？特別是新能源客車，乘客在得知車輛出現危險後，會不會因逃生而發生擁擠和踩踏事故，造成不必要的人員傷亡？車輛的電氣系統能否及時做出協同，比如亮起車輛的雙閃，輔助降低車速？如果能將車輛外部感測器的資料導入到BMS中，則可能使BMS做出更加準確的判斷，那麼這些問題也許就能解決。

近年來國內的專家學者已經開始了針對BMS和整車協調問題進行研究和探索，但想要解決這一問題，還面臨著較大的困難。車企和BMS企業雖然都有可能意識到其中存在的安全隱患，但由於缺乏相關的政策規範，目前BMS和整車的電氣協同問題目前還處於模棱兩可的狀態。對於車企而言，這可能意味著將要支付巨額的生產成本，而對於BMS企業而言，在向車企開放介面的過程中則有可能導致核心技術的洩漏，從而喪失市場競爭優勢。

新能源汽車產業的蓬勃發展，產品的安全屬性是基石，沒有了這塊基石再輝煌的產業也將變成空中樓閣。未來新能源汽車將面臨更加嚴峻的挑戰，我不殺伯仁，伯仁因我而死。整車和BMS企業除了在自身各項技術的提升上下功夫，還應將新能源汽車作為一個有機整體考慮各個部件、各項技術之間的銜接和協同問題，真正將使用者的生命財產安全放在第一要位，也只有這樣，新能源汽車產業才能在堅固的根基上實現飛躍。