6月23日晚7:30，电动汽车资源网第八期微课堂活动正式上线，深圳市强能电气有限公司董事长、国家科学技术进步评审专家王创社做客微课堂，做主题为“电池管理漫谈”的分享。他从电池管理系统定义、管理的四大阶段、现状、存在问题和未来发展趋势为大家进行讲解。与此同时，在讲解结束后，王创社、珠海银隆姚高亮、BMS知名专家林健为大家探讨“主动均衡技术”。讨论激烈，内容丰富！以下是电动汽车资源网整理的微课堂稿件和讨论稿件：

一、什么是电池管理？

要理解电池管理，首先要理解“管理”的意思。什么是管理？管理是利用一些手段，达到既定目标的过程。

什么是电池管理？电池管理的目的应该是保持电池的安全性、耐久性、动力性，具体分为四个阶段。

第一阶段：电池的生产管理。目的是怎么能生产出性能优异，安全可靠的电池，这是电池性能和寿命的基础，是电池生产厂家的任务。

第二阶段：电池的维护管理。目的是怎么让电池性能稳定，通过优化电池工况，延长电池使用寿命，使电池性能寿命接近或达到生产设计的性能和寿命。

第三阶段：电池应用管理。针对不同的电池应用目的，根据电池的现有性能，尽可能满足具体使用的要求。

第四阶段：电池的回收处理管理。

总结：无论哪种管理，成本都是要优先考虑的。实际上，我们现在所说的电池管理，基本上指的是第二点和第三点，而且，在好多情况，第二点和第三点是关联在一起的。电池成组技术也属于广义的电池管理范畴，电池的安装布局连接走线，机械结构的稳固，也是尤其重要的。

二、现有电池管理存在的问题？

1.电池管理系统诠释

百度百科：电池管理系统（BATTERY MANAGEMENT SYSTEM）（BMS）是连接车载动力电池和电动汽车的重要纽带，其主要功能包括：电池物理参数实时监测；电池状态估计；在线诊断与预警；充、放电与预充控制；均衡管理和热管理等。

现有电池管理系统（BMS），除了电池均衡管理和热管理，大多是有关电池的应用管理，主要是针对怎么满足电动汽车应用方面的，是一个电池的应用管理，让电池管理系统（BATTERY MANAGEMENT SYSTEM）更多像一个电池监测系统（BATTERY MONITORING SYSTEM）。

2.存在问题

（1）过多的参数测量和上报

好的产品，应该是静默的。现在的电池管理系统，过多的参数测量和上报，对用户造成了一种打扰和负担，每一个电动汽车司机，面对显示屏一大堆电压电流数据，几乎都成了电池管理专家，这是不应该的。

（2）不应该只是一个安全报警系统

电池管理系统，不应该只是一个安全报警系统，更应该是一个预防处理隐患的系统，不应该像一个危重病人监护仪，不应该是一个暴恐分子防范系统。不应该过分将电池研究、事故原因分析用的数据测量系统，强加给仅仅需要一个电能存储设备的用户。应该加强电池的安全维护管理，防患于未然。

（3）参数为英文，导致用户看不懂

目前的电池管理系统，应该大多都是中国人在搞，有好多英文缩写，SOC、SOH、SOF、RE、SOE、SOS，这些缩写所代表的意思通常都不是唯一的，可能不加解释老外也不明白，我大概说下电池管理系统的一些名词参数的理解。

SOC，电池的荷电状态。定义上也有好多不明确，应该和电池电压是对应的，只是相对电量来说更加线性化。SOC，反应的是电池的电量比，而电池电量是随温度、功率等变化的，对一个本身变化的参数，应该5%左右的精度就够了，再高的精度会增加测量的难度和成本，对用户来说意义也不大。实际上更能反应电池能量的应该是RE，即剩余能量，因为不同电池电压下，同样的SOC，能量差别很大。

SOH和SOP，电池的健康状态和功率状态。一个正常的电池系统，特别是在电动汽车上，使用寿命要求是8年12万公里，电池的正常衰减，不是骤变的，如果骤变了，肯定是出故障了，就像一个健康的人，应该不会担心明天就会死掉。电池的功率状态也不是一个骤变量，如果让一个小孩，去扛一个200斤的麻袋，肯定是开始配置就错误了。所以，SOH和SOP，是不是应该在电池组定时保养时，再去评估？在车上，我觉得只要给出SOH和SOP告警就可以了。

（4）现有BMS系统，由于电池维护管理不足，导致电芯过快衰减、损坏、退役。

正是由于现有电池管理系统的不足，有可能造成现有电动汽车电池系统性能过快的衰减甚至损坏，过早的退役，出现大批退役电池，给退役电池的使用也造成很大难度。

梯次电池，应该是电动汽车电池组因为正常的性能衰减，能量密度等性能下降不适合电动汽车使用，而本身是可以正常使用的。

但是，现在的退役电池，更多的是因为个别电芯出故障，导致电池组性能严重下降，续航里程下降到无法忍受而退役。这不是梯次电池，是故障电池。个别电芯出故障，有两方面原因，一是电芯质量本身不过关，这是电池生产厂家的问题，而更可能是电池维护管理的问题。

电动汽车电池系统，目前是用最优秀的电芯，经过严格的筛选配组而成的，管理好这样的电池组，就像管理训练有素的阅兵仪仗队走正步，不是电池管理系统的本意。真正考验电池管理系统作用的是，是经过3、4年的使用后，电池管理系统能不能保障每个电芯的性能只是出现正常衰减，整组电池组性能是不是仍然安全可靠满足使用要求？考验电池管理系统作用的可能正是在使用几年，当电池性能正常衰减分化后，怎么样仍然能够让电池组正常发挥作用，或者，怎么样管理性能差异大的梯次电池，这才是电池管理真正应该做到的。

怎么才能做好电池管理？

电池管理的目的，是保障电池安全，保障电池性能，保障电池寿命。

首先，应该做好电池维护管理，才能够简化电池生产管理和电池应用管理。正是因为电池维护管理的不足，才使得电池生产管理成本增加，电池应用管理变得扑朔迷离。

其次，电池生产管理，能够生产出安全、可靠，性价比高的电芯，我觉得就基本可以了。但是，现在的电池管理，由于维护管理的不足，过分苛求电池厂家生产出完全一致的电芯，无形中增加了电池的生产成本，而且，因为使用过程中，由于电池维护管理的不足，电芯性能分化是难免的，使得开始的精确配组保得了一时，保不了长久。

最后，电池的应用管理，如果能够做好维护管理，就变得简单清晰的多。但是现在因为电池的维护管理没有做好，电池的应用管理，总想着用高精度测量估算来解决弥补电池维护管理的不足，导致现有的电池管理行业，感觉像算命先生了。

因此，要做好电池管理，必须做好电池维护管理。

三、如何对电池性能进行维护管理？

电池维护管理，其实，很基本的要求就是保证每个电芯电压、电流、温度等，不超出生产厂家限定的参数要求。如果电池组中的每个电芯，都能够在厂家规定的参数范围内工作，那么，电芯再出问题，就不是电池管理能够解决的问题了。

 1.怎么样对电池进行维护管理？

电池电压均衡是最基本的。电池电压均衡，其实不一定要做到电压严格一致，只要不出现过欠压，能够同时充满、同时放完，就可以了。

电池电压均衡，一般是指串联电池组中单体电池的电压均衡，同样，并联电池组中，单体电池电流的均衡，也是一个急需要解决的问题，目前真正介入这个问题的人不多。而电池组中单体电芯性能过快衰减很大的原因，可能就是因为电流不一致，个别电芯工作在过倍率工况，导致性能过快衰减。

再就是电池的温度均衡。现在一般采用自然风冷，强制风冷，液冷等物理办法解决。电芯的温度是因为发热不一致，散热不一致造成的，能否通过电芯电流的调节来达到电芯温度均衡的目的？这也是个需要研究的课题。

最关键的是，无论是电压均衡、电流均衡、温度均衡，都要考虑性价比，管理的目的是为了保障安全，保障寿命，保障性能。相比较电池的成本，如果投入的成本和代价大于获得的利益，这种技术就失去了实际的意义。

电池的均衡管理，是电池维护管理的关键，但不是维护管理的全部。电池的维护管理，应当是当电芯本身性能一致时，对电池工作时的电压、电流、温度等尽可能保持一致，但当电芯本身性能不一致时，就要适应性的调节。这样，才能保障整组电池的性能，尽可能让所有电芯做到同生共死。

2.电池电压均衡

目前的电池维护管理，除了物理性的温度管理，就是均衡管理了，也就是电池的电压均衡。

目前串联电池组电压均衡的方法通俗的分为被动均衡和主动均衡。

被动均衡，是利用电阻消耗高电压电池能量的方式来实现电压均衡，优点是电路简单可靠、成本低，缺点是均衡电流较小，有能量损耗发热。

主动均衡，是采用变换器进行能量转移的方式来实现均衡，一般是将串联电池组中高电压的电池能量转移到其他电池使电压降低，对低电压电池，用其他电池进行能量补充。优点是均衡电流可以较大，能量损耗较小，但电路复杂，成本高，可靠性相对较低。

主动均衡和被动均衡，无所谓好坏，根据电池组的实际情况，能够解决问题、让用户最受益的方法就是好方法。

3.主动均衡的一些疑问，串联电池组主动均衡与电池电量、容量、内阻之间的关系

这里我想对大家关心的主动均衡的一些疑问做些讨论，说明一下我对串联电池组主动均衡与电池电量、容量、内阻之间的关系的分析和理解。有国内外的朋友、客户，都指出主动均衡会对电池反复充放电，对电池的循环寿命造成影响，我认为这是对主动均衡的误解，顺便分析下。

电池不一致，大致有电量不一致、容量是一致的，内阻不一致。

（1）单纯的电量不一致只要将高电量电池电量转移到低电量电池就好了，是一次性的均衡。但电量不一致，一般是由于电池的漏电不一致造成的，如果电池漏电不一致，电池就一直需要电量均衡，同容量的电池电压均衡，可以做到电量均衡。

这里，我想再说明一下电压均衡与SOC均衡之间的关系。我认为，电压均衡，就是SOC均衡。因为，电池的电压是和SOC成正向关系的，SOC与电池电量的关系，相比电池电压与电池电量的关系，只是更加线性化而已。

（2）如果只是容量不一致，主动均衡过程分析如下：

充电时，容量大的电池，电压低；容量小的电池，电压高。主动均衡将容量小的电池的一部分充电电流分流，使得容量小的电池实际充电电流小，主动均衡对容量大的电池额外充电，使得容量大的电池实际充电电流大。停止充电时，两个电池电压相同，电量不同，容量大的电池电量多。串联放电时刚好相反。从分析可以看出，主动均衡对容量不一致的电池串联使用是有好处的，能够做到同时充满，同时放完。其中没有因为主动均衡造成的电池反复充放电而影响寿命的问题。

（3）如果只是内阻不一致，主动均衡过程分析如下：

充电时，内阻大的电池电压高，主动均衡将内阻大的电池一部分电流分流，使得内阻大的电池充电电流小，内阻小的电池电压低，主动均衡对内阻小的电池额外充电。

随着充电进行，充电电流逐渐减小，因为充电电流在内阻上的压降造成的电压差逐渐减小，内阻大的电池与内阻小的电池实际充电电流逐渐一致。再到后来，充电电流小时，由于内阻小的电池一直充电电流比较大，提前接近充满电压升高，随着充电电流的变化，有可能内阻小的电池电压反而高于内阻大的电池。如果是这种情况，主动均衡将会对内阻小的电池充电电流进行分流，防止电池充电过压。同时，额外对内阻大的电池充电，让其尽快充满。直到最后，内阻大、内阻小的电池都充满。

从这个过程可以看出，均衡模块在充电时，让内阻大的电池充电电流减小，对防止内阻大的电池发热是有好处的。在充电后期当充电电流减小时，内阻大的电池电流减小慢，实际上是使得内阻大的电池充电电流更加平稳。这中间内阻大的和内阻小的电池一直都是在充电，只是均衡电流有可能有时是充电，有时是放电。对电池放电时可做同样分析。内阻不一致时，主动均衡对电池充放电时是有益的，能够平滑内阻大的电池的充电电流，从而降低内阻大的电池的发热强度和发热量。

还有另外一种情况就是，电池在浅充浅放状态一直没有充满放完，这在混合动力应用时应该很普遍。当充电时，均衡使得内阻大的电池充电电量小，如果停止充电，内阻小的电池因为充电量多，电压高，这个时候会通过均衡向内阻大的电池充电，直到两个电池电压一致，电量一致，这种情况下，两个电池之间是有能量交换的，相当于内阻低的电池，在充电时，因为内组大的电池不能接受大电流，帮助内阻大的电池多存了一部分电量，当停止充电时，再将这部分多充的电量还给内阻大的电池，这是对内阻大的电池有好处的。

从分析可以看出，在中途停止充电时，两个电池是有能量交换的，但只是两只电池的差异部分，而且是在很小电流时进行的，对电池循环寿命影响很小，何况帮助了内阻大的电池，使其充电电流更加平滑，发热减小，而且，最后使得两个电池电量一样，有利随后使用。

总结：好多人问这个问题，是因为把均衡电流有时是充电，有时是放电，当成电池有时是充电，有时是放电了，实际上电池在充电时一直在充电，放电时一直在放电，没有循环往复的，电流方向没有变，只是电流大小因为均衡调节而变化。

四、电池管理的发展方向

任何功能性产品，最好应该是静默的，也就是老实干活就行，就像我们搞技术的人一样，是不打扰用户的，有问题自己解决，自己解决不了，报警，由客户找专业人员解决。

电池管理发展的方向，应该加强电池的维护管理，呵护好每一只电芯，真正做到整个电池组，用户可以放心使用，性能稳定，寿命延长。

做好电池维护管理，这样才会让电池性能自然正常的衰减，保障安全，延长使用寿命。当电池性能衰减到不适合电动汽车使用时，这样退役，才是真正意义上的梯次电池，而梯次电池的使用，也会变得更加方便，更有价值。

做好电池维护管理，能够显著降低对电池一致性的要求，从而降低电池的生产成本。

做好电池维护管理，能够减轻电池应用管理的一些顾虑，使得电池应用更加方便，简洁。

自我介绍

王创社：王创社1997年代表华为参加第一届全国电动汽车学术会议，关注电动汽车行业有20年，2001年创立深圳市强能电气有限公司，2002年公司获得科技部有关电动汽车快速充电设备及电池管理系统创新基金，2004年和北京交大姜久春教授等合作，在北京建成国内第一座充电站——北京奥运用电动汽车试验示范站。电池管理制约了电池在新能源行业的应用，作为一个技术人员，以解决技术问题为己任，我发明了一种新的电池电压均衡的方法，基本可以解决电池电压均衡问题，对电池的电流均衡，也进行了大量的方案探索和实验，我想通过电子的方法，实现电池电压的基本均衡，电流的基本均衡，更进一步，通过电流调节，尽量使电池的发热一致，做到电流均衡，也许可以减小现有电池温度均衡采用物理方法的压力和成本，希望大家联系沟通，共同解决电池管理的问题，促进行业的发展。谢谢大家。（来源：电动汽车资源网 唐让其 孙玉瑞）

精彩继续，下面是讨论环节，感谢王创社、珠海银隆姚高亮、BMS专家林健精彩分享，也感谢网友热心互动！下面是电动汽车资源网整理的讨论稿件：

王创社：实际上，现在电池管理行业为什么这么热，就是因为电池管理出问题了。电芯的性能和寿命，基本有公开的参数可查，但是电池整组的性能和寿命，几乎没有厂家敢公开承诺，即使承诺了，心里也没有底气。

珠海银隆姚高亮：问一下强能电气采用的主动均衡拓扑架构是什么？

补充：真正的均衡一定是在充电的时候消高的作用，放电的时候能够补低。被动均衡，只能在充电的时候起到消高的作用，在放电的时候不能起到补低的作用。所以，主动均衡，双向主动均衡，能够消高能够补低，起到一个免维护作用。所以，以后的梯次利用，一定是这样。因为电池系统串联之后，根据木桶原理，一定是最差的部分决定电池组的性能。所以，主动均衡，尤其在电动汽车用这个电池，在电池的梯次利用是递推的，否则很难推广。

王创社：给大家看一个图。我做的均衡，实际上就是每个电池装一个双向DCDC，通过双向DCDC让串联的电池部分能量并联。

珠海银隆姚高亮：你这是共直流母线了，就是高的把能量放到母线上，低的从母线上取，保证母线上整个均衡的电流为0，保证整个母线的稳定。

王创社：原理很简单，就像将所有水杯用水管连接起来，所有杯子里的水都会是一个水平面。

@南海侠客headway 对，是共母线，不过有两种方案，一种母线上是直流，一种母线上是交流。

关于主动均衡和被动均衡，分法本身不严格。均衡只是解决电池不一致的一种辅助手段，如果电池一致性太大，靠主动均衡来解决，就走入误区，不是做不到，因为大功率主动均衡成本也很高。

珠海银隆姚高亮：我们在这方面做了大量的实验，有的实验做了半年和一年。我们针对带均衡的，不带均衡的，均衡由被动均衡加主动均衡。主动均衡又分为，补电式的，通过横流补电的。还有双向主动均衡的，这种测试电池的循环寿命，特别是测试电池的充放电能量。我们很多基础数据，双向主动均衡，是最高效、最有用的，尤其对成组要求不是太高的电池，对提高充放电能量方面效果是非常显著的。

主动均衡就像药物，人得了癌症，只能缓解不能根治。电池也是一样，电池本身老化，或者发生内部短路，主动均衡也是解决不了问题的。

王创社：被动均衡能解决问题，肯定用被动均衡。被动均衡不能解决问题，也得用性价比高的主动均衡或其他均衡方案。

珠海银隆姚高亮：均衡的终极目标，是保证电池系统充放电能量最多。有的人讲，电池的终极目标是电池一致性，我觉得电池一致性还是中间目标，最终的目标还是要保证充得多放得多。

我觉得均衡策略，一定要基于最终目的，去做软件，去做算法。否则，达不到最终目的，很多软件追求中间过程，是不科学的。

国能电池顾云：@珠海银隆姚高亮 姚院长，理论+实践。

珠海银隆姚高亮：浅见，感觉王总讲的很有共鸣，很多厂家并没有真正理解电池管理@国能电池顾云。

王创社：电池均衡是个问题，但开始就不是难题，有各种各样的方法解决，最终决定一个方案方法的是性价比，得到的利益是否大于投入的成本。

珠海银隆姚高亮：任何技术，任何产品归结到终极目标，一定是要算经济账的。经济账算不过来，也是很难推广的。

王创社：电压均衡，只要做到同时充满不过压，同时放完不欠压就可以了，不一定电压要始终完全一致。

珠海银隆姚高亮：咱们观点是一致的，最终还是要体现在能量上。

王创社：现在电芯质量、一致性已经非常好，电池组开始几乎不用均衡都没有问题，或者开始用均衡，因为均衡精度的问题，如果精度不高，可能反倒没有不加均衡电压更一致。

珠海银隆姚高亮：目前来看，乘用车上三元电池，工艺一致性有保证，前期一致性很好，所以基本上都是被动均衡。但在使用寿命不断延长，环境不同，温度不同，一致性一定会凸显出来，看后面的生命周期末端如何解决这个问题。但是，主动均衡可能一次投资大，但是全生命周期是免维护的，我也一直在提倡主动均衡。

王创社：其实，现在的电池管理系统就本身来说做得非常好了，只是，想针对电动汽车应用，因为没有解决好电池的维护管理，使得应用管理不知道怎么做好。

珠海银隆姚高亮：快充领域，主动均衡利用更广泛了，不管是超级电容，还是钛酸锂电池，6分钟充满电，长的10分钟充满电。这个电池一致性再好，充电倍率非常大，不一致一定会存在的。所以主动均衡就会解决这个问题，保证它多充电多放电。没有主动均衡只有被动均衡，或者是补电式均衡，没有双向式均衡，都不能解决问题，我们都有大量的实验数据。

主动均衡就是解决维护管理的，实时的维护，不需要人。不像铅酸电池，每个单体去充满电，靠这个去维护。如果电动公交大范围推广，不需要人工，就是设备，这样才能大范围普及。梯次利用也是，在进行重新的化成、分容、测量，成本太高了，一定是主动均衡。我们参与起草行标，测试方案一定是按照主动均衡去实施的。

王创社：快充大功率主动均衡，成本受不了，电芯成本相比，大功率电源成本也不低的。

珠海银隆姚高亮：王总，它是充电大功率，不是主动均衡大功率。主动均衡，比如1A、1.5A、2A、5A双向主动均衡，经过一定的测试，到了一定的电流值，再加深，也提高不了多少能量了。电流也是比较小的，成组的时候，电池一致性本身也是有要求的。只是因为大电流的原因，内阻有稍微小的差异而导致的差异，所以，主动均衡要求不是很大，成本比被动均衡加不了多少。

电池专家林健：为什么被动均衡就不行呢？原因是什么呢？@珠海银隆姚高亮。 

珠海银隆姚高亮：林总，被动均衡不是不可以，主要是消高，如何补低。如在放电的过程中，这个电压电压过低了，往往这个电池电能决定了整个电池系统性能。

王创社：@珠海银隆姚高亮 是，主动均衡5A，最多10A应该足够了，再大就要换电池了。

珠海银隆姚高亮：王总，根据我的测试数据，我们也做了0.5A、1A、1.5A、2A到5A，发现2A之后到2.5A，再往上基本上没有什么剃成，2A足够满足了。我做了大概上千次的实验，大概是这种情况。

珠海银隆姚高亮：林总，我也听过你的论坛演讲，你有什么高见。我多讲了几句，王总讲得非常好，在这个大群里，平常都是潜水的。

王创社：没关系的，大家讨论技术问题。如果个别电芯漏电大，被动均衡是不好处理的。在梯次电池利用方面，可能不得不用主动均衡，在新电池，经过严格配组的电池，开始被动均衡是够用的。

电池专家林健：讲的好！我去年第一次去旁听百人会，发现很多与会代表对BMS的理解远不入王总。他们讲的都是一级二级保护启动。我忍不住说了句，如果保护启动了，说明BMS算法出问题了。BMS就是王总讲的默默无闻的工作。

王创社：谢谢林博士，人体内脏很重要，但是痛觉等感觉很不敏感的。

德普刘晓飞：王总，BMS界能得到林兄的表扬，非常难得。

王创社：多向林博士学习，我只是对功率处理熟悉，电池管理林博士理解更深。

电池管理包含范围很广，只有大家一起合力才能做好，因为涉及知识、技术范围太多。目的只有一个，就是让电池安全，性能稳定，寿命长。不过，电池越来越便宜，性能越来越好，电池管理会更难做。

傅荣颢：不理解这句话，我感觉性能越好，电池价格越便宜，反而BMS不需要高成本投入了，主要有保护功能就行。一致性电芯自己就能维持。就像新电池组，电芯一致性好，BMS均衡功能基本很少用到。一致性好，SOC也容易误差小一些。

王创社：@傅荣颢 电池管理要成本呀，如果电池管理成本降不下来，电池成本低，直接换新电池就可以了。

傅荣颢：哦，了解这个意思了。电池越好，BMS作用越弱，成本压力越大，BMS成本越低越好。

王创社：很高兴和大家交流，最后我想说说特斯拉BMS。特斯拉BMS，就是温度管理好，结构工艺好，电芯好，这些大家都看到的，没看到的所谓软件算法之内的，肯定不比国内的BMS更好。国内电池差些，电池管理其实更牛。

任何技术如果没有性价比优势，报国家科技项目可以，但不会成产品。

傅荣颢：王总，我想了解下主动均衡部分每节（所有并联电芯算一节）电池占用主动均衡成本大概是多少？比电阻放电均衡会高多少？如果成本较高，主动均衡用在小容量电池组上应该没性价比。

王创社：主动均衡和被动均衡，只是一种通俗的分法。主动均衡本身，有几十种方案，每种方案各有优缺点。主动均衡的成本，与电池的容量，一致性，需要的均衡电流密切相关，只有针对具体的应用，才能有具体的成本。主动均衡也可以用在小容量电池组中，当然要考虑性价比，具体技术我就不分享了，感兴趣的朋友可以多交流。（来源：电动汽车资源网 唐让其）

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