2019年诺贝尔化学奖得主之一是97岁高龄的John Goodenough教授，他被尊称为“锂电池之父”。他发明的钴酸锂材料使得锂电池成为便携式电子产品的主要供电电源，从笔记本电脑、手机到各种电池供电的便携式设备，极大地方便了人类的生活。锂电池不但普遍用于电子产品，越来越流行的电动车（EV）也广泛采用锂电池。

锂电池具有高电荷密度和重量轻的优点，数百个锂电单元组合成电池组，可以达到300V电压和300A大电流，以驱动电动车长距离行驶。但是，锂电池组的充电和放电都需要严格监控，不能过充电但也不能欠放电。出于安全和效率考虑，每个电池单元的电压和电流都需要监控。因此需要专门的电池管理系统（BMS）来监测电池组在充电、放电和车辆运行过程中的动态监控管理。

 

从硬件结构来看，BMS有三种拓扑结构，即集中式BMS、分布式BMS和模块化BMS。无论哪种结构，其基本原理和功能都是一样的，如下图所示。
 

 

电池管理系统可以监测如下主要状态指标：

放电控制：电池单元的低压不能低于某个额定值(比如3V)，BMS要确保整个电池组的每个电池单元放电都不能低于3V。

充电控制：充电过程也需要监控，因为不适当的充电可能会损坏电池单元或降低使用寿命。

锂电池采用二阶充电机制，第一阶充电是恒流(CC)充电以便为电池提供恒定的电流。当充电接近饱和状态时，进入二阶恒压（CV）恒压，这时就需要为电池提供恒定的电压，而电流则比较小。整个充电过程中，BMS要确保电池不会超过限定电压和电流。

其它监测参数还包括电量状态指示、健康状态指示、电池单元平衡、热控制、精确度、处理速度和数据记录等。

 

BMS器件目前还只是汽车半导体市场的很小一部分，但其增长速度惊人，而且潜力巨大。全球汽车制造商都在开发和生产更多型号的电动汽车，未来几年对BMS器件的需求将呈现出爆炸式增长（因为保证电动车辆不要因为电池故障而发生爆炸是政府机构、汽车厂商和消费者都关心的安全问题）。据NXP财报透露，虽然BMS业务只有5000万美元规模，但到2021年有望达到数亿美元。这一细分市场还刚刚开始火热起来，相信随着电动车的普及，BMS将成为汽车半导体供应商新的增长驱动力。