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[摘 要]本文主要分析了新能源汽车电池管理系统中的“水桶效应”，重点阐述了电池管理系统原理、新能源汽车电池管理系统的主要功能和类型，以及相应的水桶效应。
[关键词]新能源汽车；电池管理系统；“水桶效应”
中图分类号：TM912 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）06-0351-01
前言
水桶效应实际上就是说盛满水的水桶，需要具备无损并且平齐的木板，如果水桶中有一个木板出现破损，就不能盛满水。因此，决定水桶盛多少水的不是最长的木板，是最短的木板。通过很多串联和并联的电芯构成电动汽车电池系统，此时会形成水桶效应，失灵电芯会破坏整个电池系统，严重的会导致出现车辆起火，电池管理系统主要就是用来管理电池组，尽可能避免出现水桶效应，保证系统整体安全。
1 电池管理系统的基本原理
电池管理系统（Battery Management System），简称BMS。一般情况下电池管理系统都是汽车系统的子系统，可以在新能源汽车中广泛应用，主要作用就是管理以及监控动力电池，保证具备最佳工作状态的电池，尽可能提高使用电池的寿命，向子系统传递相关电池信息，为进一步分析判断提供依据，并且还具备一定调整以及实时监控电池作用，可以同步协调众多平行子系统。车辆实际运行的时候，需要不断交替应用减速和加速，因此，电池管理系统需要及时反馈和接受动态信息，适当调整管理形式[1]。
2 新能源汽车电池管理系统的主要功能
电池管理系统虽然具备相对复杂的结构，但是新能源汽车电池管理系统还是相对简单的，可以从以下方面分析：
第一，对电池内部单体电芯的实际情况进行监测，平衡电池电芯整体性能，确保在额定范围内的电池芯，如果透支电芯，需要尽可能保证电池组整体性能，为电池充电提供合理的接入形式[2]。
第二，系统失去联系或者失控的时候，需要一定故障保护，紧急情况下隔离电池，如火灾、过载等，如果电池电芯失效的时候，需要可以提供相应应急行使模式。
第三，对电池温度进行监控，调整保湿器和散热器的运行状态，确保能够具备最佳温度电池运行状态。
第四，可以对电池提供最好的充电流程，并且适当调整冲放电比例，避免回收动能的过程中出现过度充电问题。
第五，为车主以及系统提供相应的健康程度信息和充电程度信息，对电池余量能够提供行使路程的计算。
第六，对车辆行使情况能够进行适应，合理调整管理电池的方式。
第七，记录电池实际应用状态，并且对使用历史进行合理记录。
第八，执行系统发布的命令和信息。
第九，车辆行使之前为了能够预留足够量的负载测试阻抗，可以通过分阶段充电方式来达到避免涌流现象出现[3]。
实际执行的时候，能够具备做种电池管理功能的新能源汽车管理电池系统，最重要就是是否符合设计需求，现阶段，国内外具备很大差异的生产水平，但是最根本方向就是克服水桶效应。
3 新能源汽车电池管理系统的基本类型
现阶段，具备以下几种形式新能源汽车电池管理系统基本类型，分配式、中心式、模块式，以下主要分析了上述类型电池管理系统基本特点和情况。
3.1分配式
分配式（Distributed）电池管理系统应该可以连接电芯放电平衡装置和电压监控，此外还应该拥有切断数字通讯功能和充电器状态，在设计过程中具备简单可靠的设计优势，但是存在数量大、比较小单体电芯体积等缺陷，在安装电路板电池电芯的时候就变得十分困难。
3.2模块式
模块式（Modular）电池管理系统主要构成就是一个主控制器和多个分控制器系统，主控制器能够获得分控制器的信息数据，从而达到管理电池组的目的，在设计过程中并不需要在所有电池电芯上都安装相应电路板，但是设计电动车电池管理系统的时候，设计主从控制形式的时候会遇到一定通讯技术挑战[4]。
3.3中心式
中心式（Centralized）电池管理系统中所有电芯都被共同中心控制器进行监控，安装控制器的时候十分简单方便，相比较其他类型车辆通讯系统来说，也相对方便，但是在设计的时候，不能合理规范电动汽车电池组实际形态，如，沃兰达T型电池，因此，想要通过中心式来有效控制电池所有走线是比较困难的。
4 新能源汽车电池系统与“水桶效应”
现阶段，已经存在两种设计电动汽车的主要形式，模块式和分配式，设计根本依据就是电芯实际大小。目前，国际上主要应用两种电芯，就是特斯拉（Tesla）經常应用在笔记本电脑中的18650电芯和韩国经常应用的60Ah方形电芯。实际应用后者电芯构成的电池管理系统的过程中，一般需要80左右个管理电池数量，因此，设计过程中适合应用分配式形式，但是因为具备温差比较大的电池内外温度、比较大的电芯单体容量，并且出现异常情况的时候会出现比较大的能量，如起火、爆炸等，因此，需要十分严格的要求控制电池组整体温度，避免出现与杭州动车组类似的汽车自燃事故。特斯卡主要应用能量比较小的18650电芯，如果出现爆炸，也没有很大威力，因此，包装合理就能够确保电池组整体安全，因为具备比较小能量，就需要很庞大数量的18650电芯，这种电芯主要就是用在笔记本电脑中，存在相对比较小的体积。利用8000多个18650电芯来构成特斯拉敞篷电动爬车，安装中应用分配式电路板需要十分庞大的数量，但是如果应用中心形式也具备很大数量走线[5]。
电池管理系统如果具备十分优秀的功能，会最大程度保证电芯放电程度，充电过程中能够避免电芯充电过量，沃兰达现阶段也仅仅只是具备50%的电池放电比例，也可以仅仅应用电池组一半电量，就不会继续进行放电了，主要就是由于处于临界状态的电芯，如果是符合实际情况的放电比例，也就是说在行使的过程中，沃兰达中半个电池是没有用的，验证了最短板的水桶效应，会降低使用整体车辆的效率，成为车辆行使的包袱。过量对锂电池进行充电，会形成十分严重的后果，因此，电池管理系统中最重要保护电池方式就是避免过量充电，也就说在电池充满的过程中，其实存在不是十分满的电量，只是一种假象，车辆行使过程中如果下坡或者刹车的时候，能够最大程度获得能量，以及达到节能的目的[6]。
结语
综上所述，电池管理系统基本作用就是管理工作温度和充放电，新型电池管理系统中已经主要出现动态平衡功能，静态平衡功能，附加功能等，依据电池组功率、车辆型号、电芯、电压实际需求来合理选择以及设计电池管理系统功能，具备千变万化的设计基本条件，因此，在设计新能源汽车电池管理系统的时候会存在多种多样的方式，但是不管方式怎样变化，在实际设计的过程中，都应该充分重视新能源汽车电池管理系统中的“水桶效应”。
参考文献
[1] 辛迪嘉.新能源汽车电池管理系统中的“水桶效应”[J].电器工业，2011，（6）：57-59.
[2] 阮娴静.新能源汽车研发创新项目与整车发展的关联效应——对DF电动车辆公司的实证分析[J].科技进步与对策，2012，29（16）：60-63.
[3] 卢健，陈学广.面向新能源汽车制造商的多目标决策模型研究[J].计算机仿真，2014，31（4）：166-169.
作者简介
钟玉灵（1989年9月-），男，汉族，广东梅州人，本科。单位：广东工贸职业技术学院，邮编510510，从事新能源汽车研究。
[关键词]新能源汽车；电池管理系统；“水桶效应”
中图分类号：TM912 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）06-0351-01
前言
水桶效应实际上就是说盛满水的水桶，需要具备无损并且平齐的木板，如果水桶中有一个木板出现破损，就不能盛满水。因此，决定水桶盛多少水的不是最长的木板，是最短的木板。通过很多串联和并联的电芯构成电动汽车电池系统，此时会形成水桶效应，失灵电芯会破坏整个电池系统，严重的会导致出现车辆起火，电池管理系统主要就是用来管理电池组，尽可能避免出现水桶效应，保证系统整体安全。
1 电池管理系统的基本原理
电池管理系统（Battery Management System），简称BMS。一般情况下电池管理系统都是汽车系统的子系统，可以在新能源汽车中广泛应用，主要作用就是管理以及监控动力电池，保证具备最佳工作状态的电池，尽可能提高使用电池的寿命，向子系统传递相关电池信息，为进一步分析判断提供依据，并且还具备一定调整以及实时监控电池作用，可以同步协调众多平行子系统。车辆实际运行的时候，需要不断交替应用减速和加速，因此，电池管理系统需要及时反馈和接受动态信息，适当调整管理形式[1]。
2 新能源汽车电池管理系统的主要功能
电池管理系统虽然具备相对复杂的结构，但是新能源汽车电池管理系统还是相对简单的，可以从以下方面分析：
第一，对电池内部单体电芯的实际情况进行监测，平衡电池电芯整体性能，确保在额定范围内的电池芯，如果透支电芯，需要尽可能保证电池组整体性能，为电池充电提供合理的接入形式[2]。
第二，系统失去联系或者失控的时候，需要一定故障保护，紧急情况下隔离电池，如火灾、过载等，如果电池电芯失效的时候，需要可以提供相应应急行使模式。
第三，对电池温度进行监控，调整保湿器和散热器的运行状态，确保能够具备最佳温度电池运行状态。
第四，可以对电池提供最好的充电流程，并且适当调整冲放电比例，避免回收动能的过程中出现过度充电问题。
第五，为车主以及系统提供相应的健康程度信息和充电程度信息，对电池余量能够提供行使路程的计算。
第六，对车辆行使情况能够进行适应，合理调整管理电池的方式。
第七，记录电池实际应用状态，并且对使用历史进行合理记录。
第八，执行系统发布的命令和信息。
第九，车辆行使之前为了能够预留足够量的负载测试阻抗，可以通过分阶段充电方式来达到避免涌流现象出现[3]。
实际执行的时候，能够具备做种电池管理功能的新能源汽车管理电池系统，最重要就是是否符合设计需求，现阶段，国内外具备很大差异的生产水平，但是最根本方向就是克服水桶效应。
3 新能源汽车电池管理系统的基本类型
现阶段，具备以下几种形式新能源汽车电池管理系统基本类型，分配式、中心式、模块式，以下主要分析了上述类型电池管理系统基本特点和情况。
3.1分配式
分配式（Distributed）电池管理系统应该可以连接电芯放电平衡装置和电压监控，此外还应该拥有切断数字通讯功能和充电器状态，在设计过程中具备简单可靠的设计优势，但是存在数量大、比较小单体电芯体积等缺陷，在安装电路板电池电芯的时候就变得十分困难。
3.2模块式
模块式（Modular）电池管理系统主要构成就是一个主控制器和多个分控制器系统，主控制器能够获得分控制器的信息数据，从而达到管理电池组的目的，在设计过程中并不需要在所有电池电芯上都安装相应电路板，但是设计电动车电池管理系统的时候，设计主从控制形式的时候会遇到一定通讯技术挑战[4]。
3.3中心式
中心式（Centralized）电池管理系统中所有电芯都被共同中心控制器进行监控，安装控制器的时候十分简单方便，相比较其他类型车辆通讯系统来说，也相对方便，但是在设计的时候，不能合理规范电动汽车电池组实际形态，如，沃兰达T型电池，因此，想要通过中心式来有效控制电池所有走线是比较困难的。
4 新能源汽车电池系统与“水桶效应”
现阶段，已经存在两种设计电动汽车的主要形式，模块式和分配式，设计根本依据就是电芯实际大小。目前，国际上主要应用两种电芯，就是特斯拉（Tesla）經常应用在笔记本电脑中的18650电芯和韩国经常应用的60Ah方形电芯。实际应用后者电芯构成的电池管理系统的过程中，一般需要80左右个管理电池数量，因此，设计过程中适合应用分配式形式，但是因为具备温差比较大的电池内外温度、比较大的电芯单体容量，并且出现异常情况的时候会出现比较大的能量，如起火、爆炸等，因此，需要十分严格的要求控制电池组整体温度，避免出现与杭州动车组类似的汽车自燃事故。特斯卡主要应用能量比较小的18650电芯，如果出现爆炸，也没有很大威力，因此，包装合理就能够确保电池组整体安全，因为具备比较小能量，就需要很庞大数量的18650电芯，这种电芯主要就是用在笔记本电脑中，存在相对比较小的体积。利用8000多个18650电芯来构成特斯拉敞篷电动爬车，安装中应用分配式电路板需要十分庞大的数量，但是如果应用中心形式也具备很大数量走线[5]。
电池管理系统如果具备十分优秀的功能，会最大程度保证电芯放电程度，充电过程中能够避免电芯充电过量，沃兰达现阶段也仅仅只是具备50%的电池放电比例，也可以仅仅应用电池组一半电量，就不会继续进行放电了，主要就是由于处于临界状态的电芯，如果是符合实际情况的放电比例，也就是说在行使的过程中，沃兰达中半个电池是没有用的，验证了最短板的水桶效应，会降低使用整体车辆的效率，成为车辆行使的包袱。过量对锂电池进行充电，会形成十分严重的后果，因此，电池管理系统中最重要保护电池方式就是避免过量充电，也就说在电池充满的过程中，其实存在不是十分满的电量，只是一种假象，车辆行使过程中如果下坡或者刹车的时候，能够最大程度获得能量，以及达到节能的目的[6]。
结语
综上所述，电池管理系统基本作用就是管理工作温度和充放电，新型电池管理系统中已经主要出现动态平衡功能，静态平衡功能，附加功能等，依据电池组功率、车辆型号、电芯、电压实际需求来合理选择以及设计电池管理系统功能，具备千变万化的设计基本条件，因此，在设计新能源汽车电池管理系统的时候会存在多种多样的方式，但是不管方式怎样变化，在实际设计的过程中，都应该充分重视新能源汽车电池管理系统中的“水桶效应”。
参考文献
[1] 辛迪嘉.新能源汽车电池管理系统中的“水桶效应”[J].电器工业，2011，（6）：57-59.
[2] 阮娴静.新能源汽车研发创新项目与整车发展的关联效应——对DF电动车辆公司的实证分析[J].科技进步与对策，2012，29（16）：60-63.
[3] 卢健，陈学广.面向新能源汽车制造商的多目标决策模型研究[J].计算机仿真，2014，31（4）：166-169.
作者简介
钟玉灵（1989年9月-），男，汉族，广东梅州人，本科。单位：广东工贸职业技术学院，邮编510510，从事新能源汽车研究。