新能源BMS電池管理系統(tǒng)設(shè)計

鋰電池相比傳統(tǒng)的鉛酸電池，具有更長的使用壽命、更輕的質(zhì)量、更環(huán)保以及更大的能量密度等優(yōu)勢。在新國標的推動下，預(yù)計鋰電池在兩輪電動車中的使用比例將會增加。然而，由于鋰電池具有高能量密度和內(nèi)部化學物質(zhì)活性強的特點，在過充、過放等非正常使用情況下，電池可能會損壞，甚至在極端情況下引發(fā)起火或起爆。因此，鋰電池需要配備一套監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)測電壓、電流等參數(shù)，并在超出預(yù)設(shè)閾值時立即切斷電池主回路。BMS電池智能管理解決方案，通過整合智能終端、電池保護板和電池管理平臺，構(gòu)建了新一代智能電池管理系統(tǒng)。集中式BMS架構(gòu) 集中式BMS具有成本低、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高的優(yōu)點。新能源BMS電池管理系統(tǒng)設(shè)計

    被動均衡主要依賴于電阻放電方式，將電壓較高的電池中的電量以熱能的形式釋放，從而為其他電池創(chuàng)造更多的充電時間。整個系統(tǒng)的電量受限于容量較小的電池。在充電過程中，鋰電池通常設(shè)有一個上限保護電壓值，一旦某一串電池達到此值，鋰電池保護板便會切斷充電回路，停止充電。被動均衡的優(yōu)點在于成本低廉且電路設(shè)計相對簡單，但其缺點在于只基于較低電池殘余量進行均衡，無法提升殘量較少的電池容量，且均衡過程中釋放的熱量完全浪費。 光伏儲能電池BMS工作原理電池包一般是由電池模組、熱管理系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)(BMS)、電氣系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)件組成。

    BMS是鋰離子電池組的"大腦"，對電芯(組)進行統(tǒng)一的監(jiān)控、指揮及協(xié)調(diào)。從構(gòu)成上看，電池管理系統(tǒng)包括電池管理芯片(BMIC)、模擬前端(AFE)、嵌入式微處理器，以及嵌入式軟件等部分。BMS根據(jù)實時采集的電芯狀態(tài)數(shù)據(jù)，通過特定算法來實現(xiàn)電池組的電壓保護、溫度保護、短路保護、過流保護、絕緣保護等功能，并實現(xiàn)電芯間的電壓平衡管理和對外數(shù)據(jù)通訊。電池管理芯片(BMIC)是電源管理芯片的重要細分領(lǐng)域，包括充電管理芯片、電池計量芯片和電池安全芯片。充電管理芯片可將外部電源轉(zhuǎn)換為適合電芯的充電電壓和電流，并在充電過程中實時監(jiān)測電芯的充電狀態(tài)，調(diào)整控制充電電壓、電流，確保對電芯進行安全、高效的充電。根據(jù)鋰電池的特性，充電管理芯片自動進行預(yù)充、恒流充電、恒壓充電，有效控制充電各個階段的充電狀態(tài)。

電池計量芯片(電量計IC)主要用來采集電芯電壓、溫度、電流等信息，通過庫侖積分和電池建模等方式計算電池電量、健康度等信息，并通過I2C/SMBUS/HDQ等通信端口與外部主機通信。電量計IC與電池保護IC既可分立，也可集成。一級保護IC可以控制充、放電MOSFET，保護動作是可恢復(fù)的，即當發(fā)生過充、過放、過流、短路等安全事件時就會斷開相應(yīng)的充放電開關(guān)，安全事件解除后就會重新恢復(fù)閉合開關(guān)，電池可以繼續(xù)使用。硬件、算法和固件是電量計芯片的三大關(guān)鍵要素，硬件用來實現(xiàn)高精度采樣和低功耗運行;算法用來對電池進行建模;固件用來實現(xiàn)算法編程，計算輸出容量信息。在選擇電量計芯片時，通常需要考慮到電芯化學類型、電芯串聯(lián)數(shù)目、通信接口、電量計放在電池包內(nèi)(Pack-side)還是放在系統(tǒng)板上(System-side)、電量計算法、是否集成電池保護均衡等功能、支持充放電電流大小，以及存儲介質(zhì)和封裝形式等。BMS硬件保護板的主要功能包括幾個方面。

    鋰電池(可充型)之所以需要保護，是由它本身特性決定的。由于鋰電池本身的材料決定了它不能被過充、過放、過流、短路及超高溫充放電，因此鋰電池鋰電組件總會跟著一塊精致的保護板和一片電流保險器出現(xiàn)。鋰電池的保護功能通常由保護電路板和PTC等電流器件協(xié)同完成，保護板是由電子電路組成，在-40℃至+85℃的環(huán)境下時刻準確的監(jiān)視電芯的電壓和充放回路的電流，及時控制電流回路的通斷；PTC在高溫環(huán)境下防止電池發(fā)生惡劣的損壞。保護板通常包括控制IC、MOS開關(guān)及輔助器件NTC、ID、存儲器等。其中控制IC，在一切正常的情況下控制MOS開關(guān)導(dǎo)通，使電芯與外電路溝通，而當電芯電壓或回路電流超過規(guī)定值時，它立刻控制MOS開關(guān)關(guān)斷，保護電芯的安全。NTC是Negativetemperaturecoefficient的縮寫，意即負溫度系數(shù)，在環(huán)境溫度升高時，其阻值降低，使用電設(shè)備或充電設(shè)備及時反應(yīng)、控制內(nèi)部中斷而停止充放電。ID是Identification的縮寫，即身份識別的意思它分為兩種：一是存儲器，常為單線接口存儲器，存儲電池種類、生產(chǎn)日期等信息；二是識別電阻。兩者可起到產(chǎn)品的可追溯和應(yīng)用的限制。 充電管理是電動車BMS的重要環(huán)節(jié),主要包括充電方式選擇、充電狀態(tài)監(jiān)測和充電控制等功能。電單車BMS電池管理系統(tǒng)品牌

通過平衡管理，BMS系統(tǒng)保護板能夠確保電池組內(nèi)各節(jié)電池的壓差不大，從而提高整個電池組的充放電性能。新能源BMS電池管理系統(tǒng)設(shè)計

    BMS分為純硬件BMS保護板和軟件結(jié)合硬件的BMS保護板純硬件的BMS保護板是一組比較固定的保護參數(shù)，根據(jù)自身采集到的電壓、電流、溫度等狀態(tài)保護與恢復(fù)，不需要MCU參與，這樣的保護板也就不具備通訊信息交互的功能而軟件+硬件的方式，MCU可以對信息的實時采集并且通過can、485等通訊方式與外部交互，上傳BMS保護板實時信息。一般為了更好地分析電池過去的狀態(tài)，尤其是在故障分析和算法建模的時候，需要大量的數(shù)據(jù)支撐，這時候就需要log存儲功能，盡可能多的記錄BMS的數(shù)據(jù)。 新能源BMS電池管理系統(tǒng)設(shè)計