软件BMS电池管理系统保护方案

BMS保护板的SOX算法估算方法。SOX包括SOC、SOE和SOP。SOC估计方法传统方法：安时积分法、开路电压法基于电池模型的方法：卡尔曼滤波法、粒子滤波算法神经网络算法：神经网络算法。SOP算法：根据电池的SOC和温度，查表确定持续充放电最大功率瞬时充放电最大功率。电芯的去极化速度，决定当前最大功率使用的频率。当SEI膜表面的Li离子堆积速度大于负极的吸收速度时候，就会发生电压下降，最大功率无法维持。因此，SOP的计算难点是峰值功率与持续功率如何过度？SOH算法:两点法计算SOH根据OCV-SOC曲线确定两个准确的SOC值，并安时累积计算这两个SOC之间的累积充入或放出电量，然后计算出电池的容量，从而得到SOH。算法有一定难度，需要大量的数据和模型，才能比较准确的估算，这里只做简要介绍。当电池充电时，如果电压超过设定的安全范围，BMS系统保护板会立即断开充电电路，防止电池过充。软件BMS电池管理系统保护方案

电池计量芯片(电量计IC)主要用来采集电芯电压、温度、电流等信息，通过库仑积分和电池建模等方式计算电池电量、健康度等信息，并通过I2C/SMBUS/HDQ等通信端口与外部主机通信。电量计IC与电池保护IC既可分立，也可集成。一级保护IC可以控制充、放电MOSFET，保护动作是可恢复的，即当发生过充、过放、过流、短路等安全事件时就会断开相应的充放电开关，安全事件解除后就会重新恢复闭合开关，电池可以继续使用。硬件、算法和固件是电量计芯片的三大关键要素，硬件用来实现高精度采样和低功耗运行;算法用来对电池进行建模;固件用来实现算法编程，计算输出容量信息。在选择电量计芯片时，通常需要考虑到电芯化学类型、电芯串联数目、通信接口、电量计放在电池包内(Pack-side)还是放在系统板上(System-side)、电量计算法、是否集成电池保护均衡等功能、支持充放电电流大小，以及存储介质和封装形式等。电池包BMS保护板锂电池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。

    基于模型的方法估算电池SOC，包括电化学阻抗频谱法(EIS)和等效电路模型(ECM)，通过模拟电池的电化学反应和电气行为来进行深入的SOC分析。这些方法可评估内阻、容量和其他关键参数，从而多方面了解各种运行条件下的SOC。卡尔曼滤波是另一种流行的基于模型的技术，它能整合来自多个传感器的数据，即使在动态环境中也能精确估算SOC。然而，卡尔曼滤波法的准确性容易受到传感器漂移、极端温度变化和电池行为变化等外部因素的影响。大多数电动汽车使用不同的技术组合来准确测量SOC。库仑计数和OCV快速获得基本数据，而EIS、ECM和卡尔曼滤波则提供更详细和更精确的信息。此外，神经网络，人工智能的应用也在不断的提高SOC的准确性。

    SOC的重要性是防止电池损坏：通过将SOC保持在20%至80%之间，电动汽车BMS可防止电池过度磨损，延长SOH、容量和运行寿命。BMS还依靠准确的SOC读数来降低电池单元因完全充电和深度放电而受损的风险。性能优化：电动汽车电池在特定的SOC范围内运行时可实现较好性能。尽管根据电池化学成分和设计的不同，这些范围也会有所不同，但大多数电动汽车电池都能在20%至80%SOC范围内实现高效的电力传输和强劲的加速性能。估算行驶里程：SOC直接影响电动汽车的行驶里程，这对有效和安全的行程规划至关重要。优化能效：精确的SOC测量可较大限度地减少能源浪费，同时较大限度地利用再生制动延长行驶里程。确保充电安全：BMS利用SOC读数来调节电动汽车电池的充电速率，采用涓流充电和受控快速充电等技术来保护电池寿命。它还能在动态充电曲线的引导下，确保单个电池的均衡充电，从而优化调整电流和电压，保持电池健康并防止过度充电。 BMS系统保护板的优势：提高电池寿命：通过实时监测和保护电池，避免电池过充、过放等问题。

储能BMS厂商一般从动力电池BMS发展而来，因此，很多设计和名词有历史沿革比如动力电池里一般分为BMU（BatteryMonitorUnit）和BCU（BatteryControlUnit）前者采集，后者控制。因为电芯是一个电化学的过程，多个电芯组成一个电池，由于每个电芯特性，无论制造多精密，随使用时间，环境，各个电芯都会存在误差与不一致的地方，故电池管理系统，就是通过有限的参数，去评估当前电池的状态，有点像中医看病，通过表征，看你得了啥病，不是西医，需要一些理化分析，人体的理化分析就像电池的电化学特性，可以通过大型试验仪器去测量，但是嵌入式系统很难去评估电化学的一些指标，故BMS就是一个老中医。BMS能够实时获取电池的基本参数，包括电压、温度和电流等。充电柜BMS设计

船用液冷储能柜BMS电池管理系统采用两级架构。软件BMS电池管理系统保护方案

    电池保护板的自身参数，比如自耗电分为工作自耗电和静态（睡眠）自耗电，保护板自耗电的电流一般是ua级别。工作自耗电电流较大，主要为保护芯片、mos驱动等消耗。保护板的自耗电太大会过多消耗电池电量，如果长时间搁置的电池，保护板自耗电可能导致电池亏电。自耗电和内阻等，他们不起保护作用，但是对电池的性能是有影响的。保护板的主回路内阻也是一个很重要的参数，保护板的主回路内阻主要来源于pcb板上铺设阻值，mos的阻值（主要）和分流电阻的阻值。在保护板进行充放电时，特别是mos部分，会产生大量的热，因此一般保护板的mos上都需要贴一大块的铝片用于导热和散热。除了这些基本功能以外，为了使用不同的应用场景个需求，保护板还有各种各样的附加功能（如均衡），特别是带软件的保护板，功能更是异常丰富，比如蓝牙、wifi、GPS、串口、CAN等应有尽有，再高阶一点，就成了电池管理系统了（BMS）。 软件BMS电池管理系统保护方案