在新能源汽車領(lǐng)域，電池管理系統(tǒng)（BMS）是連接整車與動(dòng)力電池的核心環(huán)節(jié)，被譽(yù)為動(dòng)力電池的“大腦”。它負(fù)責(zé)監(jiān)控、管理電池的各個(gè)模塊，防止電池過(guò)充放電，并保障電池的正常運(yùn)行，從而延長(zhǎng)電池的使用壽命。

　　然而，隨著電氣化進(jìn)程的加速，傳統(tǒng)的BMS通過(guò)增加限制條件來(lái)應(yīng)對(duì)電池安全問(wèn)題的方式，已無(wú)法滿足用戶對(duì)續(xù)航里程和駕乘舒適度日益增長(zhǎng)的需求。如何確保安全的同時(shí)，充分發(fā)揮電池效能，為用戶提供更優(yōu)質(zhì)的電動(dòng)汽車體驗(yàn)，成為了一個(gè)新的挑戰(zhàn)。

　　高合汽車在此背景下，創(chuàng)新性地提出了云端電池管理技術(shù)。通過(guò)云端傳輸和處理車輛信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的遠(yuǎn)程監(jiān)控、預(yù)警及主動(dòng)干預(yù)，從而實(shí)現(xiàn)了“一車一況”的個(gè)性化管理，極大地?cái)U(kuò)展了傳統(tǒng)BMS的能力邊界。

　　高合汽車在電池設(shè)計(jì)上采取了前瞻性的“未雨綢繆”策略。其首款車型HiPhi X在量產(chǎn)之初，就引入了“五維”安全設(shè)計(jì)的電池系統(tǒng)。這一系統(tǒng)涵蓋了電芯安全、模組安全、電池系統(tǒng)安全、結(jié)構(gòu)安全以及云端電池保護(hù)等多個(gè)方面。

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　　特別是第五維的云端電池保護(hù)，基于高合領(lǐng)先的H-SOA通信架構(gòu)開發(fā)，使高合在車云協(xié)同電池管理領(lǐng)域具有顯著的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)云端預(yù)警功能，高合汽車能夠在異常情況對(duì)用戶產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性影響之前的一個(gè)月甚至更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，發(fā)現(xiàn)電池的異常跡象，從而風(fēng)險(xiǎn)并通知用戶采取措施，有效預(yù)防更嚴(yán)重事故的發(fā)生。

　　除了實(shí)現(xiàn)云端監(jiān)控預(yù)警，高合云端電池車云協(xié)同BMS的另一大亮點(diǎn)在于，它進(jìn)一步前置了優(yōu)化管理，實(shí)現(xiàn)在早期失效發(fā)生前對(duì)電芯內(nèi)部的不良影響因素進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。通過(guò)主動(dòng)優(yōu)化車端策略，BMS能在一定程度上抑制電芯的不可逆失效，顯著提升電池的使用壽命。

　　動(dòng)力電池的工作機(jī)理極為復(fù)雜，其控制策略需考慮各種邊界條件，如溫度、電壓、析鋰、內(nèi)部阻抗和電氣件等。此外，每個(gè)電芯都存在一定的差異，即使是最好的工藝控制也無(wú)法完全消除一致性問(wèn)題。若使用簡(jiǎn)單的模型來(lái)覆蓋所有邊界，將導(dǎo)致電池管理策略顯得保守而粗糙。

　　高合自主研發(fā)的云端電池系統(tǒng)的核心優(yōu)勢(shì)在于其精細(xì)化的電池模型。這一模型基于豐富的電池安全機(jī)理和AI數(shù)據(jù)特征，根據(jù)實(shí)際工況單獨(dú)識(shí)別和管理不同的邊界。這不僅能提前識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)，還具有預(yù)警作用。例如，針對(duì)電芯的內(nèi)短路邊界識(shí)別，電池的大數(shù)據(jù)AI模型從海量數(shù)據(jù)中篩選出一致性較差的電芯。對(duì)這些電芯，電池機(jī)理模型快速識(shí)別并計(jì)算其內(nèi)短路阻值。當(dāng)計(jì)算的內(nèi)短路阻值持續(xù)低于特定閾值時(shí)，電芯就存在較大的內(nèi)短路風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，基于經(jīng)驗(yàn)庫(kù)，兩種電池模型融合后能在少量計(jì)算資源下精準(zhǔn)、高效地定位問(wèn)題原因，并自動(dòng)生成解決方案建議，方便運(yùn)營(yíng)人員處理，全天候守護(hù)電池安全。

　　此外，精細(xì)化電池模型還能提高電池SOC荷電狀態(tài)、SOP功率能力和SOH老化狀態(tài)的精度。以SOP功率能力為例，常規(guī)BMS使用預(yù)設(shè)的簡(jiǎn)單功率表格來(lái)覆蓋電池邊界。而基于精細(xì)化模型的電池將每個(gè)邊界細(xì)分，利用第一性原理為每個(gè)邊界提供單獨(dú)保護(hù)，實(shí)時(shí)計(jì)算電池的最大能力。

　　通過(guò)一個(gè)通俗的例子來(lái)解釋精細(xì)化電池模型：將電池的最大真實(shí)能力比作一個(gè)瓶子，里面的球代表算法計(jì)算可以釋放的能力（考慮到邊界，球不能超出瓶子）。球越大能放進(jìn)去的數(shù)量越少，剩余的空間越大，代表釋放的能量越少，也就無(wú)法支持電池在高功率狀態(tài)下的長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)輸出。而通過(guò)精細(xì)的管理相當(dāng)于把球變小，這樣瓶子里可以裝下更多的球，帶來(lái)更多的功率釋放，將其體內(nèi)能量最大釋放出來(lái)。

　　在更精準(zhǔn)的BMS算法的助力下，2023年2月，高合第二款車型HiPhi Z在北京金港賽道以1分16秒719的單圈成績(jī)刷新了中國(guó)品牌的新記錄。

　　不僅如此，基于車云協(xié)同的BMS，高合還在不斷優(yōu)化其對(duì)整個(gè)動(dòng)力電池全生命周期的管理。在充電方面，通過(guò)云端計(jì)算充電曲線，更符合電芯真實(shí)特性，可以抑制電芯析鋰和老化，延緩電芯衰減，同時(shí)，在常溫25℃循環(huán)工況下，相較標(biāo)準(zhǔn)的充電方式，自動(dòng)優(yōu)化控制策略的云端充電可以少10%到20%的衰減

　　如文章開篇所述，BMS肩負(fù)著監(jiān)控、管理、維護(hù)動(dòng)力電池各個(gè)模塊的重任。在監(jiān)控方面，BMS會(huì)對(duì)所有的電芯進(jìn)行直接監(jiān)控，并在此基礎(chǔ)上通過(guò)一個(gè)處理單元來(lái)計(jì)算電池的 SOX狀態(tài)，包括SOC荷電狀態(tài)、SOP功率能力以及SOH老化狀態(tài)等。在管理方面，BMS主要是對(duì)電池包高壓系統(tǒng)的管理和對(duì)電池充放電能量的管理。

　　作為一家定位為豪華智能的純電汽車品牌，高合汽車在BMS系統(tǒng)中打造的核心能力與其從車端到云端的軟件自研優(yōu)勢(shì)密不可分。BMS系統(tǒng)軟件是上述各項(xiàng)核心功能的最終體現(xiàn)，這里面包含大量的電芯數(shù)據(jù)處理、核心算法、整車適配通信和控制策略等等，這些并非所有車廠都具備。據(jù)介紹，作為車載嵌入系統(tǒng)，BMS涉及整車安全，因此對(duì)質(zhì)量可靠性要求特別高。高合汽車的做法是采用一套完整的且受國(guó)際認(rèn)可的ASPICE軟件開發(fā)模型。同時(shí)，作為涉及安全的控制系統(tǒng)而言，需要滿足ISO26262功能安全標(biāo)準(zhǔn)，高合BMS也是按照最高安全等級(jí)的要求來(lái)研發(fā)，并實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)應(yīng)用。

　　常規(guī)的車端嵌入式 BMS 邏輯相對(duì)比較單一，受算力限制，通常只能使用預(yù)設(shè)的參數(shù)表，精度、“魯棒性”特別是電芯老化后必然會(huì)存在一些偏差。為了解決該行業(yè)痛點(diǎn)，高合利用整車架構(gòu)優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步開發(fā)了云端電池，其最大特點(diǎn)就是車端跟云端有機(jī)地結(jié)合在一起，充分利用云端超強(qiáng)的算力支撐更精細(xì)化的電池管理。

　　據(jù)了解，高合有著領(lǐng)先于行業(yè)的H-SOA架構(gòu)，基于該架構(gòu)可實(shí)現(xiàn)車端、云端電池管理的有機(jī)融合。首先，高合將其積累的大數(shù)據(jù)、算法模型等部署在云端，同時(shí)在車端搭建立一套具備一定數(shù)據(jù)處理的邊緣計(jì)算平臺(tái)，可以與云端實(shí)時(shí)互聯(lián)，解析云端下發(fā)的參數(shù)文件，最終由車端BMS執(zhí)行實(shí)施。

　　H-SOA架構(gòu)的應(yīng)用打破了原有傳統(tǒng)車端BMS的功能限制，大大提升了系統(tǒng)對(duì)電池?cái)?shù)據(jù)的處理能力，可以根據(jù)實(shí)際需求在車端云端各個(gè)層級(jí)部署各類算法，可實(shí)現(xiàn)車云協(xié)同閉環(huán)控制，做到“一車一況”的電池專屬化管理，提升用戶體驗(yàn)。

　　動(dòng)力電池的管理系統(tǒng)（BMS）在電池組中起著至關(guān)重要的作用，以至于整個(gè)行業(yè)都認(rèn)同這樣一個(gè)觀點(diǎn)：“沒(méi)有BMS的動(dòng)力電池，就像一具沒(méi)有靈魂的軀殼”。目前，動(dòng)力電池制造商、汽車制造商以及獨(dú)立的BMS供應(yīng)商都在為這個(gè)“靈魂”部件投入大量的研發(fā)資源。然而，值得注意的是，像高合汽車這樣自主研發(fā)車云協(xié)同BMS解決方案并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的企業(yè)仍然為數(shù)不多。

　　高合汽車對(duì)BMS的自主研發(fā)和量產(chǎn)能力表明了其對(duì)電池管理技術(shù)的深度投入和前瞻性視野。通過(guò)結(jié)合車端和云端的協(xié)同優(yōu)勢(shì)，高合汽車不僅提高了電池的安全性和可靠性，還優(yōu)化了電池的壽命和性能。這一策略凸顯了高合汽車在追求技術(shù)創(chuàng)新和用戶體驗(yàn)方面的決心。