锂电池BMS设计

    BMS是BatteryManagementSystem首字母缩写，电池管理系统。它是配合监控储能电池状态的装置，主要就是为了智能化管理及维护各个电池单元，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。一般BMS表现为一块电路板，即BMS保护板，或者一个硬件盒子。BMS保护板或者BMS保护盒子通过采样线、镍片等与电芯组成的pack连接，通过对系统状态的实时监控，达到管理电池组的目的。BMS总成包括电池组、线束、结构件、BMS保护板等组件组成，其中电池组是由一系列单体电芯组合而来，通常单体电芯电压、容量都较低，如果想得到更高电压平台和更大容量的电池包，就需要多个电芯组合。 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。锂电池BMS设计

相比System-side电量计，Pack-side电量计芯片直接采样电芯电压，电压更准确，有利于提高电量计量、充电以及保护精度;Pack-side采用可集成加密认证算法的电量计，综合成本更低;Pack-side电池保护板PCM电压、电流、温度校准更容易，项目开发周期更短;Pack-side电量计面对可插拔电池时RAM数据不丢失，数据更准确。电池计量芯片属数模混合信号芯片，涉及计量算法、AFE/ADC及计算电路等，关键技术体现在计量精度、管理电池串数、平台电压、功耗水平等。其中AFE自带ADC，可以进行模数转换，但需要配合嵌入式微控制器(MCU)才能实现电量计功能。

锂电池BMS设计BMS系统保护板能够有效延长电池的使用寿命。

    锂电池BMS保护板的过充保护：场效应管Q1、Q2可等效为两只开关，当Q1或Q2的G极电压大于1V时，开关管导通。导通开关管的D、S间内阻很小（数十毫欧姆），相当于开关闭合；当G极电压小于0.7V时，开关管截止，截止的开关管的D、S极间的内阻很大（几兆欧姆），相当于开关断开。电池包充电时，当锂动力电池包通过充电器正常充电时，随着充电时间的增加，电芯两端的电压将逐渐升高，当电芯电压升高到4.4V（通常称为过充保护电压）时，控制IC将判断电芯已处于过充电状态，控制IC将使Q2截止，此时电芯的B一极与保护电路的P-端之间处于断开状态并保持，即电芯的充电回路被切断，停止充电。

锂电池相比传统的铅酸电池，具有更长的使用寿命、更轻的质量、更环保以及更大的能量密度等优势。在新国标的推动下，预计锂电池在两轮电动车中的使用比例将会增加。然而，由于锂电池具有高能量密度和内部化学物质活性强的特点，在过充、过放等非正常使用情况下，电池可能会损坏，甚至在极端情况下引发起火或起爆。因此，锂电池需要配备一套监控系统，实时监测电压、电流等参数，并在超出预设阈值时立即切断电池主回路。BMS电池智能管理解决方案，通过整合智能终端、电池保护板和电池管理平台，构建了新一代智能电池管理系统。BMS能够实时获取电池的基本参数，包括电压、温度和电流等。

    主动均衡技术主动均衡又称非能量耗散式均衡，其原理在充电和放电循环期间，是将能量高的电芯内的能量转移到能量低的电芯中去，使得电池PACK内的电荷得到重新分配，从而缩短充电时间，延长放电使用时间。在适用场景上，主动均衡更加适用于大容量、高串数的锂电池组应用。BMS被动均衡技术先于主动均衡在电动市场中应用，技术也较为成熟些。主动均衡则较为复杂，变压器方案的设计以及开关矩阵的设计无疑会使成本增加明显。但主动均衡相比采用能量传递分配的原则，因而能量利用率相比被动均衡更高。在实际应用中，主动均衡技术也被普遍认为更为高效和合理。例如，科列自主研发的双向DC-DC主动均衡芯片，它采用了先进的智能算法，能够快速有效地补偿电池组产生的差异，确保电池一致性，延长电池组的使用寿命和平均无故障时间。 BMS实时采集、处理、存储电池模组运行过程中的重要信息,与外部设备如整车控制器交换信息。锂电池BMS设计

BMS系统保护板能够实时监测电池的电压、电流、温度等关键参数，确保电池在安全的工作范围内运行。锂电池BMS设计

    入局BMS制造的厂商有几类：一类是动力电池BMS中具主导能力的终端用户-车厂，事实上国外BMS制造实力较强的也就是车厂，如通用、特斯拉等；国内有比亚迪、华霆动力等。第二类是电池厂，包含电芯厂商与做pack的厂商，如三星、宁德时代、欣旺达、德赛电池、拓邦股份、等；第三类专业的BMS制造商，此类厂商有多年的电力电子技术积累，有高校背景或相关企业背景的研发团队，如亿能电子、杭州高特电子、协能科技、等企业。目前看来储能电池的终端用户没有加入BMS研发与制造的需求与具体行动，可以认为储能电池BMS行业缺乏一个占据了重要优势的参与者，给电池厂以及专注做储能BMS的厂商留下了巨大的发展空间。储能市场一旦确立，将给予电池厂与专业BMS生产厂商以非常大的发挥空间。在未来专业电动汽车的BMS生产厂商也极有可能成为大规模储能项目使用的BMS供应商的重要组成部分。现阶段，各个储能系统供应商提供的BMS缺乏统一标准。不同厂家对BMS的设计、定义都不同，而且根据各家适配电池的不同，采用的SOX算法、均衡技术、上传的通信数据内容可能也各不相同。在BMS的实际应用中，这样的差异会增加应用成本，不利于产业发展。因此，以后BMS的标准化、模块化也将是一个重要的发展方向。 锂电池BMS设计

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