電動(dòng)汽車(chē)和手機(jī)的下一代鋰離子電池將會(huì)選擇能量密度更高、安全性更好的全固態(tài)鋰離子電池。國(guó)家為了加速新材料和全固態(tài)鋰離子電池研發(fā)，十三五期間首次設(shè)立材料基因組技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，并希望通過(guò)材料基因組的高通量計(jì)算、合成、檢測(cè)及數(shù)據(jù)庫(kù)（大數(shù)據(jù)的機(jī)器學(xué)習(xí)和智能分析）的新理念和新技術(shù)加速全固態(tài)鋰離子電池的研發(fā)，設(shè)立基于材料基因組技術(shù)的全固態(tài)電池研發(fā)國(guó)家重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)，該重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)由北京大學(xué)深圳研究生院新材料學(xué)院潘鋒教授作為首席科學(xué)家牽頭組織11家單位共同承擔(dān)。該項(xiàng)目研發(fā)的重要部分包括高性能全固態(tài)鋰離子電池及關(guān)鍵材料（例如：新型固態(tài)電解質(zhì)等）和機(jī)理（例如：固態(tài)電池材料各界面調(diào)控等）的研發(fā)。傳統(tǒng)無(wú)機(jī)陶瓷類(lèi)電解質(zhì)具有界面阻抗大、與電極材料匹配性差等缺點(diǎn)，目前難以在固態(tài)電池領(lǐng)域得到大規(guī)模應(yīng)用，因此開(kāi)發(fā)具有較小界面阻抗的新型固態(tài)電解質(zhì)對(duì)固態(tài)電池能量密度以及電化學(xué)性能的提升均具有十分重要的意義。

固態(tài)電池長(zhǎng)循環(huán)穩(wěn)定性以及在不同溫度下的循環(huán)容量

潘鋒教授課題組最近在新型固態(tài)電解質(zhì)以及高能量密度固態(tài)電池方面的研究取得重要進(jìn)展，將含鋰的離子液體（[EMI0.8Li0.2][TFSI]）作為客體分子裝載進(jìn)多孔的金屬-有機(jī)框架材料（MOF）納米顆粒載體中，制備了新型復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)材料。其中，含鋰的離子液體負(fù)責(zé)鋰離子傳導(dǎo)，而多孔的金屬-有機(jī)框架材料則供應(yīng)了固態(tài)載體以及離子傳輸通道，防止了傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池漏液的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)對(duì)鋰枝晶具有一定的抑制用途，使得金屬鋰可以直接用作固態(tài)電池負(fù)極。新型的固態(tài)電解質(zhì)材料不僅具有較高的體相離子電導(dǎo)率（0.3mScm-1），另外由于其獨(dú)特的微觀界面潤(rùn)濕效應(yīng)（nano-wettedeffect）使得其界面鋰離子傳輸性能最佳，與電極材料顆粒間具有良好的匹配性。由于以上特點(diǎn)，該新型固態(tài)電解質(zhì)與磷酸鐵鋰正極和鋰金屬負(fù)極組裝的固態(tài)電池可以達(dá)到極高的電極材料負(fù)載量（25mgcm-2），并且在-20-100℃的溫度區(qū)間內(nèi)表現(xiàn)出良好的電化學(xué)性能。我們看到，電池管理系統(tǒng)和動(dòng)力鋰電池組一起組成電池包整體。與電池管理系統(tǒng)有通訊關(guān)系的兩個(gè)部件，整車(chē)控制器和充電機(jī)。電池管理系統(tǒng)，向上，通過(guò)CANbus與電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)控制器通訊，上報(bào)電池包狀態(tài)參數(shù)，接收整車(chē)控制器指令，配合整車(chē)要，確定功率輸出；向下，監(jiān)控整個(gè)電池包的運(yùn)行狀態(tài)，保護(hù)電池包不受過(guò)放、過(guò)熱等非正常運(yùn)行狀態(tài)的侵害；充電過(guò)程中，與充電機(jī)交互，管理充電參數(shù)，監(jiān)控充電過(guò)程正常完成。

2、BMS組成

大型動(dòng)力鋰電池包

電池管理系統(tǒng)，總的來(lái)說(shuō)，都是由主控模塊和采集模塊或者叫從控模塊共同構(gòu)成的。單體電壓采集、溫度采集和均衡功能一般分配在從控模塊上；總電壓，總電流的采集，內(nèi)外部通訊，故障記錄，故障決策，都是主控模塊的功能。

BMS功能結(jié)構(gòu)

按照采集模塊和主控模塊在實(shí)體上的分配布置不同，BMS分為集中式和分布式兩種。

集中式，形式上，整個(gè)管理系統(tǒng)安置在一個(gè)盒體里。全部電壓，溫度，電流采集信號(hào)線，直接連接到控制器上。采集模塊和主控模塊的信息交互在電路板上直接實(shí)現(xiàn)。這種形式一般用在總體電壓比較低，電池串?dāng)?shù)比較少的小型車(chē)上。

可取之處在于，省去了從板，進(jìn)而省去了主板從板之間的通訊線束和接口，造價(jià)低，信號(hào)傳遞可靠性高。

缺點(diǎn)也很明顯，全部線束都直接走線到控制盒，無(wú)論控制器布置在什么位置，總有一部分線束會(huì)跑長(zhǎng)線。信號(hào)受到干擾的幾率新增，線束質(zhì)量和制作水平以及固定方式也受到考驗(yàn)。

分布式，一個(gè)主控盒和幾個(gè)從控盒共同組成。主控盒只接入通訊線，主控負(fù)責(zé)采集的信號(hào)線，給從板供應(yīng)的電源線等必須的線束。從控盒，布置在自己負(fù)責(zé)采集溫度、電壓的電池模組附件，把采集到的信號(hào)通過(guò)CAN線報(bào)告給主控模塊。有的電池模組，直接把電壓、溫度采集線做在模組內(nèi)部，用一個(gè)線對(duì)線連接器引出。電池包組裝時(shí)，直接對(duì)插連接器即可。