各類電池的規格與特性,必須輸入管理系統當中,使系統模板參數達到最佳化的調整,以符合各類電池電動電力的特性。長時期累積的各項參數資料,可作為建模與模擬分析的依據,配合實際路測後所鍵入的資訊數據,車廠才會知道欲參數修正的關鍵點與幅度應該為何,這也是為什麼,BMS所蒐集到的數據資料會這麼重要的原因。
電動車電池的電量檢測法主要包括負載電壓法、內阻量測法、開路電壓法、庫侖計演算法與能量計算法等。電池種類、放電深度、充電狀態、變動負載、環境溫度、電池組匹配與老化、使用次數等因素,都會影響SOC(State of Charge)的量測精準度。磷酸鋰鐵電池的電量檢測非常難以估測的關鍵,就在於放電曲線過於平坦。每種電池芯的放電曲線都不一樣,電量檢測的估算法則也就不盡相同。
電池組之間訊息如何傳遞或連結,整車車廠與電池管理晶片大廠的開發要點不盡相同。不過由於多串數電池管理系統會受到變頻馬達很大的干擾源,並且電池組之間會有電位差問題,因此設計上常會用電位隔離膜或是轉換方式來降低干擾狀況。這些隔離技術本身各家大廠擁有自己的專利,也是攸關電池充放電平衡非常重要的技術門檻。
目前投入多串數電動車電池管理晶片的大廠,包括德州儀器(TI)、O2Micro、凌力爾特(Linear)、愛特梅爾(Atmel)和亞德諾(ADI),可量測的電池芯數目在4~13顆之間,可堆疊數以16、32和50等為主,加乘下來BMS可管理的電池總數,大約在96~300顆之間。德州儀器和愛特梅爾有推出主動平衡電池充放電技術的晶片方案,其他大廠則以被動式消耗為主。
在針對BMS進行系統開發和程式設計時,有五大類功能是絕對必備的。首先是紀錄電池芯和電池組使用狀態和習慣,其次是充放電、老化、內阻、操作變化、自我診斷等電池主要狀態。再者是電池警示,特別是在溫度、電壓、過電流充放電的轉態點等部份。電池組安全保護功能則是針對各種意外狀態,例如壓力變化、衝撞、感測失靈等,或是電池運作超過溫度和電壓範圍、以及電流不足時,設計必須主動介入的機制。最後的電池系統應用控制,則是提供開發人員掌握電池組狀態的機制,例如當電動車示範運行時,溫度電壓控制、情境路況、馬達轉速、電池充放電曲線等關鍵數據資料,如何透過MCU整理之後,藉由CAN車用網路傳送到更高階的能量管理系統(EMS)。