高科技BMS电池管理系统设计

    造成锂电池活性物质不可逆消耗的主要因素有：1）正极材料的溶解：正极材料的溶解造成正极活性物质减少，溶解的正极材料游离到负极时会造成负极界面膜的不稳定，被破坏的界面膜再形成时会消耗锂离子，造成锂离子的减少。2）正极材料的相变化：锂离子在电极间正常脱嵌时，总会伴随着宿主结构摩尔体积的变化，结构不可逆转变，影响颗粒与电极间的电化学接触，造成容量衰减。3）电解液的分解：在锂离子电池充电过程中，电解液对含碳电极具有不稳定性，因此会发生还原反应。电解液还原消耗了电解质及其溶剂，对电池容量及循环寿命产生不良影响。4）过充电：电池在过充电时，不仅会造成负极形成锂沉淀、电解液氧化和正极氧的损失，消耗活性物质导致容量不可逆损失，还会有安全隐患。5）界面膜的形成：界面膜（SEI膜）的形成会消耗锂离子，一般发生在起初的几次充放电时。6）集流体的腐烛：锂离子电池中的集流体材料常用铝和铜，两者的腐蚀会在表面形成膜，电池内阻增大，放电效率下降，继而造成电池寿命衰减。 电池管理系统（BMS）的主要职责包括监控、保护和优化电池性能。高科技BMS电池管理系统设计

    电池管理系统（BMS）对电池SOH的管理。什么是SOH？SOH（Stateofhealth），意指电池的健康状况，和SOC同为动力电池的关键状态参数。电池在使用过程中会不断老化，当健康状况劣化至一定程度时，便不再满足电动车的使用要求，因此需对电池的SOH进行监控。与SOC的估计相比，SOH的预测更为复杂，一般需借助于各类滤波算法实现。在当前工程实际中，电池的SOH的考量因素主要有电池容量和内阻两个指标。那么动力电池包SOH的影响因素有哪些呢？影响动力电池包SOH的因素可以从两个角度来看：一是在电池单体层级；二是单体电池成组的影响。 硬件BMS电池管理系统储能BMS均衡技术主要是指电池管理系统BMS中用于维护电池组中各个单体电池电量一致性的技术。

    电池保护系统中的SOP管理。SOP(StateofPower)表示当前电池能够充电或者放电的阈值功率，它的精确估算可以比较大限度地提高电池的利用率。比如在加速时，可以供应阈值的功率而不伤害电池；在刹车时，可以尽量多地回收能量而不伤害电池，这样可以保证车辆在行驶过程中不会因为欠压或者过流而失去动力。精确的SOP估算非常重要，例如一组均衡较好的电池包，在处于高电量的状态时，彼此间SOC相差很小（一般小于2%）；但当SOC很低时，可能会出现某节电芯电压急速下降的情况。为了保证每一节电芯电压始终不低于过放电压，SOP必须精确地估算出下一时刻该电芯能够输出的阈值输出功率，以限制对电池的使用从而保护电池。同理，动能回收需要计算好的SOP保证电压比较高的某节电芯不会进入过充保护，也不能进入过流保护。

    开路电压法估算电池SOC；铅酸蓄电池的SOC与其开路电压(OCV)之间存在近似线性关系，基于电池OCV的方法是，当电池与负载断开时间超过两小时时，电池的OCV与SOC成正比。然而，如此长的断开时间对于电池来说可能太长而无法实现。与铅酸电池不同，锂离子电池的OCV与SOC之间不存在线性关系。锂离子电池SOC与OCV之间的典型关系如图所示。OCV与SOC的关系是通过对锂离子电池施加脉冲负载，然后让电池达到平衡而确定的。所有电池的OCV与SOC之间的关系不可能完全相同。由于不同电池的传统OCV-SOC有所不同，因此需要测量OCV-SOC的关系，以准确估算SOC。 两轮电动车BMS 行业内成为两轮电动车电池保护板分为硬件板与软件板。

BMS电池保护板也可以按照电芯材料来区分。不同的电芯材料，放电截止电压和充电截止电压是不一样的。因此，所使用的保护板也是不一样的，最常见的就是三元保护板和磷酸铁锂保护板，一般三元电芯电压范围为2.7-4.2v，而磷酸铁锂则是2.5-3.6v。保护板的电流保护，一方面是防止充电电流太大，另一方面是防止放电电流太大。过大的电流，会伤害电池，也可能烧坏保护板自身。首先，保护板有一个基本的关键参数：放电电流和充电电流。该电流是保护板的持续放电或者充电电流，它表示了保护板自己的载流能力，和电池无关。除了该参数以外，保护板还有一对电流参数，即充电保护电流和放电保护电流。顾名思义，就是在充电或者放电过程中，电流超过该值的大小就关断。同之前的道理一样，电流的保护也是有延时的，不过电流保护的恢复是自动的，只要电流减小就会自动恢复。集中式BMS架构 集中式BMS具有成本低、结构紧凑、可靠性高的优点。电摩BMS软件设计

BMS保护板分为分口与同口保护板。高科技BMS电池管理系统设计

    主动均衡则是通过电量转移的方式来实现均衡，这种方式效率更高、损失更小。不同厂家可能采用不同的方法，均衡电流也可能有所不同，范围通常在1～10A之间。被动均衡更适合于小容量、低串数的锂电池组应用，而主动均衡则更适用于高串数、大容量的动力型锂电池组应用。对于电池管理系统（BMS）而言，除了均衡功能外，均衡策略的制定同样至关重要。主动均衡机制采用电量转移的方式，将组内电池的总电量转移给容量较小的电池。电感式主动均衡以物理转换为基础，集成了电源开关和微型电感，实现双向均衡。它可以通过相邻电池间的电荷转移来均衡电池，无论是放电、充电还是静置状态，都可以进行均衡，且均衡效率高达92%。 高科技BMS电池管理系统设计

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