揭秘汽车BMS系统的信息安全攻防战，从电池管理到网络安全的全面解析

文丨马博

邮箱丨bo.ma@osr-tech.com

2025年1月17日，公安部发布2024年度数据，新能源汽车保有量达3140万辆。

BMS系统默默掌控着动力电池的脉搏，当智能网联将电池数据暴露在数字世界的暗箭之下，这场关乎生命安全与数据主权的攻防战已悄然升级：从芯片层的硬件加密到云端AI预判，从固件签名到量子通信，我们该如何守护这颗“电动心脏”？

电动汽车的心脏管家：汽车 BMS 系统

BMS（电池管理系统）被誉为电动汽车的“心脏管家”。在电动汽车中，动力电池组由成百上千个单体电池通过串并联组成，其复杂程度如同一个精密的交响乐团，BMS正是指挥家，负责实时监控电池的电压、温度、电流等关键参数，协调充放电策略，预防过热、过压、短路等危险，同时优化电池寿命与性能。 对于电动汽车而言，其动力电池组由众多单体电池串联、并联而成，BMS 负责监控、协调、控制这些电池单元，确保电池系统安全、可靠、高效运行。

BMS是电动汽车安全与高效运行的隐形守护者：

保障安全：实时监测电池温度、电压、电流，一旦出现过热、过压、过流等异常，立即采取措施，防止起火、爆炸等危险，守护驾乘人员生命安全。

延长寿命：通过合理的充放电策略，避免电池过度充放电，减少电池容量衰减，延长电池组整体使用寿命，降低车主更换电池成本。

提升性能：精准控制电池输出，保障车辆在加速、爬坡等工况下有稳定动力，优化续航里程，提升驾驶体验。

汽车 BMS 的架构与工作原理

■ 系统架构

BMS采用分布式架构，这种架构的优势在于高扩展性与高可靠性，能够灵活适配不同车型的电池配置需求。核心组件包括：

■ 工作原理

BMS的工作流程可概括为“感知-决策-控制”：

BMS通过传感器采集电池数据，经处理后发送至控制单元，控制单元根据算法进行均衡、热管理等操作。该机制优势是实时性高，能够快速响应电池状态变化，确保电池安全运行，延长使用寿命。其核心特点是毫秒级响应，确保电池在极端工况下仍能安全运行。

BMS如何与车联网交互，风险何在？

现代BMS已深度融入车联网生态，通过OTA（空中升级）、云端监控、远程诊断等功能实现智能化。例如，特斯拉的BMS可通过OTA更新电池管理策略，比亚迪的刀片电池系统则支持云端健康状态分析。

交互场景与风险点：

通信接口：CAN总线、蓝牙、Wi-Fi等接口可能被黑客利用，注入恶意指令。

云端平台：若云端服务器被攻破，可能导致大量车辆数据泄露。

OTA升级：未经验证的固件更新可能植入后门程序。

接口交互性：状态监控为电池安全运行提供实时数据支持，均衡管理优化电池性能，通信交互实现车内外信息共享。

接口安全性：通信接口需防止数据泄露和恶意指令注入，确保系统安全稳定。

2021年某车企曾曝出因通信协议漏洞，黑客可远程篡改BMS指令，导致车辆续航骤降。此类事件凸显了BMS信息安全的严峻性。

BMS 面临的信息安全威胁

■ 威胁类型

汽车BMS系统在信息安全方案主要面临以下这几种类型的威胁：

除此之外，汽车BMS系统还直面以下现有的攻击手段：

■ 典型风险场景

汽车BMS受到攻击之后，主要会呈现以下几种直接后果：

过充/过放攻击：恶意指令迫使电池超限工作，引发热失控。

隐私泄露：电池使用数据暴露用户行车习惯。

系统瘫痪：攻击主控芯片，导致BMS功能失效。

具体来讲，汽车BMS系统潜在了以下所描述的风险：

网络攻击风险：随着汽车接入互联网，BMS 可能遭受黑客远程攻击。黑客可通过入侵车载网络，篡改 BMS 数据，如恶意修改电池温度、电压值，使车辆控制系统误判，引发安全隐患，甚至导致车辆失控。

数据泄露风险：BMS 存储大量电池相关数据，包括电池寿命、充放电习惯等车主敏感信息。若防护不当，这些数据可能被窃取，侵犯车主隐私，还可能被不法分子利用，分析车辆使用规律，为盗窃车辆或实施其他犯罪提供便利。

软件漏洞风险：BMS 软件复杂，开发过程中难免存在漏洞。黑客一旦发现并利用这些漏洞，可绕过安全机制，植入恶意代码，干扰 BMS 正常运行，例如让均衡控制功能失效，加速电池组老化，降低车辆性能与安全性。

安全防护 从芯到云的全链条防御

汽车BMS的安全防护必须注重以下几点：

■ 强化身份认证和鉴权

采用基于密码算法的身份认证技术，在车载网络与外部网络连接处构建屏障，阻止未经授权的网络访问，实时监测并拦截黑客的入侵尝试，如同给汽车的“电子神经系统”配备坚固的“守门卫士”。

为定期更新网络安全协议，紧跟互联网安全技术发展步伐，确保 BMS 与外界通信的加密性与完整性，让黑客难以破解传输的数据，保护电池信息安全。

■ 加密数据存储与传输

对 BMS 中的敏感数据，如车主电池使用详情，运用加密算法进行加密存储，即使数据不慎泄露，黑客也难以解析获取有用信息，如同给数据穿上“隐形防护服”。

在数据传输过程中，无论是车辆与云端服务器交互，还是车内不同系统间通信，全程启用加密通道，防止数据被窃取或篡改，保障信息传输的安全可靠。

■ 严格软件安全管理

建立完善的软件开发生命周期安全流程，从代码编写的初始阶段就融入安全设计理念，进行代码审查、漏洞扫描，及时发现并修复潜在软件漏洞，将安全隐患扼杀在摇篮。

持续更新 BMS 软件补丁，一旦发现新的安全漏洞，迅速向车主推送更新，确保车辆始终运行在安全的软件版本之上，维持 BMS 的稳定与安全。

从具体的防护措施入手，必须做到以下几个方面：

■ 硬件层防护

安全芯片：采用支持ASIL-D认证的MCU（如NXP S32K），内置硬件加密引擎。

物理隔离：比亚迪刀片电池采用多层隔离架构，防止单点故障扩散。

■ 软件层防护

安全启动（Secure Boot）：确保只有签名验证通过的固件可运行。

加密通信：对CAN总线、OTA通道进行AES-256加密。

异常监控：实时检测电流、电压突变，触发紧急断电。

■ 云端与OTA防护

双向认证：固件升级前验证云端合法性

漏洞扫描：定期对BMS软件进行渗透测试。

实际案例：特斯拉Model 3采用冗余通信设计，即使单一信道被干扰，备用链路仍可保障指令安全传输。

未来趋势 新技术赋能 BMS 安全

随着科技的发展，有很多的新技术都可以用于汽车BMS系统的安全防护，例如：

AI预测防御：通过机器学习分析电池数据，提前预判异常行为（如微短路征兆）。

区块链存证：利用分布式账本记录电池全生命周期数据，防止篡改。

量子加密：应对未来量子计算机对传统加密算法的威胁。

汽车BMS系统也会随着时代的发展走向下一个技术高度，包括：

■ 智能化

自适应控制：BMS 能根据不同路况、驾驶习惯，自动调整充放电策略，如激烈驾驶时强化散热保障，日常通勤优化能耗。

故障诊断与自愈：内置智能诊断模块，不仅快速定位故障，还能在部分小故障时自动修复，减少车辆趴窝风险。

■ 集成化

硬件集成：将更多功能芯片、传感器集成在一块电路板，减小体积、降低成本、提升可靠性。

软件集成：BMS 软件与车辆动力、底盘控制软件协同，实现整车能量最优管理。

BMS的智能化是一把双刃剑，在提升用户体验的同时，也带来了前所未有的安全挑战。从芯片级防护到云端监控，从加密通信到AI预测，汽车行业正在构建多维度防御体系。对于消费者而言，选择搭载成熟安全方案（如ASIL-D认证芯片、冗余架构）的车型，定期更新系统，是守护爱车“电动心脏”的关键。

未来，随着技术的迭代，BMS将不仅是电池的“管家”，更会成为智能网联车的“安全卫士”。而我们能做的，便是在享受科技便利时，始终对安全保持敬畏。

延伸思考：如果你的车能“空中升级”，你是否会担心它的安全性？欢迎留言讨论！

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