特斯拉的电池管理系统（BMS）相⽐其他电动车有哪些优势？
作者：daijun211
知乎 ID：daijun211
这个有点意思，特斯拉的电池管理系统（BMS）到现在为⽌，更新了好⼏代了。
关于这个问题⽹上有很多回答，但⼤多数说的还是 Model S ⽼款的电池和 BMS。同时时期来
看，特斯拉的 BMS 能⼒确实有很强⼤的技术优势，再加上当时松下电池的技术优势，在产品端
的表现特斯拉确实要好很多。
到了现阶段特斯拉的车型也已经更新到 Model 3 和 Y 了，电池也从 18650 变成了 21700，因
此，BMS 的设计也⾮常有特⾊。
这⾥我⼤概简单分享⼀下，特斯拉应⽤在 Model Y 上的 BMS 的信息，具体来看看到底有什么优
势？
看看硬件
Model Y 的 BMS 硬件包括，1 个主板，4 个从板。
⼤致分布位置是：主板在⼆合⼀⾦属壳外，与包内⾼压部件间有⾦属屏蔽，且与包外有⾦属屏
蔽。从板在紧贴在模组上，与包内⾼压部件有⾦属屏蔽，从板之间采⽤菊花链接。
我们来看⼀下主板：Model Y 的这个 BMS 主板与 Model 3 完全相同，物理上冗余供电，通过设
计提⾼供电可靠性，上下电管理会更灵活。
不过，塑料的外壳让 BMS 抗⼲扰能⼒会偏弱⼀些。
这个主板的⼀个特殊的功能，就是可以做到：永不下电。
这个怎么理解呢？
事情是这样的，此前有同事在做 Model Y 的暗电流的对标，发现⼀个特别有意思的现象，就
是，Model Y 的整车静态功耗⾮常⼩，只有⼏个 mA，但是控制器单个（左右域和中央域单独）
的功耗其实就有⼏⼗ mA。
这就带来了⼀个问题：为什么车休眠的时候，静态功耗会这么⼩？
后来发现，只要是车辆正常休眠，部分控制器的电耗，会切换到⼀个暗中的「备⽤电源」，不
再消耗⼩电瓶的电。但是我们了好久都没有发现特斯拉的车有备⽤电源。
那这⼀部分的控制器，到底在消耗哪⾥的电呢？
我们了好久，终于发现，原来 Model Y 的 BMS，有⼀个很有意思的设计叫：反激电路。
简单理解就是，将电池内部的⾼压，转化成低压，⾃⼰给⾃⼰供电，也就是说，这个转化出来
的低压，就是前⾯我们怀疑的「隐藏电源」。
下⾯就是反激电路，⼤致包含：整流⼆极管、电容、保险丝、限流电阻、隔离变压器等。作⽤
就是把采集到的⾼压电转化成稳定的低压电。
上⾯就是 BMS 主板中的反激电路
从⾼压取电可保证主板永不掉电，可以省去下⾼压后的安全监控、电源唤醒等功能，确保电池
安全。也可以在车辆下电后，给⼀些需要供电的控制器悄悄的供电。
但这么做也有⼀个风险，就是会持续消耗⼤电池的电量。所以是不是可以理解，为什么特斯拉会说，即使停车不动，每天也会有 1% 的电耗了？如果你长时间把车停在地库，半个⽉过去你可能要⽤拖车。
当然了，这个板⼦还集成了很多其他的功能，⾼压采样、绝缘检测（但是绝缘检测桥臂电阻阻值较⼤，为保证绝缘检测精度，对电压采样电路精度要求⾼，且绝缘测量时间受 Y 电容影响较⼤，这⾥算是节约成本的⼀个⼩⼩的弊端）、驱动⾼压继电器（快充继电器和主继电器都是双边驱动）、电流采样以及热管理等，都在主板实现。
关于软件
充电⽅⾯，特斯拉充电能⼒确实厉害，在 V3 超充桩上 Model Y 可以充出 250 kW（电流⼤于600A）的效果。
但是这个 600A 以上⼤电流的持续时间却⾮常短，只有 30 多秒。
所以，特斯拉⼤电流充电的⽅式，采⽤的只先升后缓降的⽅法来实现⼤功率充电，以达到减少充电时间的效果。
⽽国内⼚家通常采⽤可以长时间持续充电的最⼤电流⼀直充，然后在按⽐例下降电流继续维持的⽅法来实现。
就像这样，呈阶梯式下降：
关于充电⽅⾯，我还真的觉得，特斯拉的这种拉到峰值的显⽰⽅式，更加让⼈喜欢，因为这种做法，可以直接刺激到⽤户可以感知到的嗨点。其实充电的效果，和常规 90 kW 的充电速度差不多。
按照实测特斯拉 Model Y 在 V3 超充上⾯充电的时间，其实并不⽐⼩鹏 P7 快，以 30% -
80% 这段时间看，Model Y 需要的时间在 28 min，⽽ P7 在⾃营的 90 kW 充电桩上，这个数据最好是 27 min。
不过从⽤户体验上来讲，特斯拉采⽤先升后缓降的⽅法，给⽤户的体验真的是⾮常棒的，要知道⼤部分⼈可能只是开始看⼀眼充电界⾯，⽽正好看到的是峰值功率，这给⽤户带来的⼼⾥优势是巨⼤的。
关于热管理
特斯拉的电池的热管理有个有意思的地⽅，那就是会加热。
在充电过程中，BMS 会使⽤热管理系统在 10 分钟内加热到电芯温度 55 度（理论的活性最佳温度），然后继续充电。
这⼀点就是其他⼏乎所有主机⼚根本不敢做的。
⼏乎所有的主机⼚都想着法⼦把电池温度控制在 35 度以下，⽣怕电池过温了。但是特斯拉似乎完全不在意这个问题，想着法⼦把电芯温度⼲到它性能最佳的状态，发挥最⼤的性能。
特斯拉这么做确实有让电芯过热的风险，但显然特斯拉是⾃信满满，原因是：特斯拉请了给苹果⼿机设计热管理的⼯程师重新设计了⼀整套完整的全新热管理系统。
虽然有风险存在，但结果是，特斯拉确实可以将电池性能⼲到最好，⽽且使⽤稳定。当然了，这个加热利⽤电机余热还是⽤热泵的。
BMS 与⼈机交互⽅⾯
SOC 显⽰⽅⾯
BMS 有好⼏个 SOC，其中⼀个是显⽰ SOC，也就是给⽤户看的。
另⼀个是真实 SOC，就是⽤来隐藏电量的。这个隐藏电量⼤约是 5%。说实话做的还是⽐较好的。包括⼩鹏在内的很多其他主机⼚，这⼀块的隐藏电量通常都做在 10% 以上。
没别的，为了安全嘛。
充电速度⽅⾯
显⽰的⽅式是：功率 + km/hr。
完全和国内的⼚家⼀溜的显⽰「电压电流」不⼀样。当然，这⾥有法规相关的原因，但是这样的显⽰⽅式确实会给⽤户不⼀样的体验。
其实仔细想电压电流对于⼩⽩⽤户或者对充电没有基础理论概念的⽤户确实理解起来并不直观，相反功率和公⾥则好很多。
⼤屏可以实时调整充电截⽌的电流
这⼀点很多国内车企也能做到。但是根据调整的 SOC 值，⽴刻实时显⽰充电剩余时间这就很厉害，国内的⼚家在调整完⼤屏的 SOC 值后，⾄少也要⼗秒钟左右，重新计算充电剩余时间。
充电剩余时间
在超过 24 h 后不必再显⽰具体数值，只显⽰⼀个「超过 24 ⼩时」。
我认为这个操作⾮常的妙，希望国内的⼚家学习⼀下这种「模糊处理」的⽅式，很多⼚家项⽬开发会要求：计算时间准确，可是这种准确，本⾝也是有误差精度要求的。超出⼀定的范围，完全可以显⽰的灵活⼀点。
写在最后
通过对特斯拉 Model Y 的 BMS 的⼀些研究，我们发现⼀个⾮常有意思的特点，那就是：「胆⼤⼼细」。
也可以说是激进，通过 BMS 的优化设计，解决掉了很多传统车企头疼不已的问题，例如，⼩电瓶馈电，充电时间计算不准等问题。
物尽其⽤的挖掘电池的性能，真的是⼜⼀次见识到了从「第⼀性原理」出发解决问题。
这个⼤胆，同时也是⾃信的表现，敢于在电池过温的底线上疯狂试探，并且保证不出格，还有哪家企业能这样做 BMS 软件。
当然了，有时候妄图各种减低成本的想法，让特斯拉在 BMS 的设计上也存在了⼀定的局限性和缺点。
特斯拉召回model y例如，低温下的充电电流⼏乎为 0，必须要等加热上来才能充电。继电器的驱动⽅式其实并不符合功能安全的设计要求。⾮隔离的 CAN 线在⼲扰较⼤的充电桩上可能导致⽆法充电等。
并不是特斯拉的 BMS 的优点我们⼀定要完全照搬学习，但是⼀个重要的点是：学习他们这样设计的思路和解决以往问题的办法。

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