中颖电子BMS电池管理系统软件设计

    目前BMS架构主要分为集中式架构和分布式架构。集中式BMS将所有电芯统一用一个BMS硬件采集，适用于电芯少的场景。集中式BMS具有成本低、结构紧凑、可靠性高的优点，一般常见于容量低、总压低、电池系统体积小的场景中，如电动工具、机器人（搬运机器人、助力机器人）、IOT智能家居（扫地机器人、电动吸尘器）、电动叉车、电动低速车（电动自行车、电动摩托、电动观光车、电动巡逻车、电动高尔夫球车等）、轻混合动力汽车。目前行业内分布式BMS的各种术语五花八门，不同的公司，不同的叫法。动力电池BMS大多是主从两层架构。储能BMS则因为电池组规模较大，多数都是三层架构，在从控、主控之上，还有一层总控。 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。中颖电子BMS电池管理系统软件设计

    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。 移动储能BMS软件设计BMS硬件保护板的主要功能包括几个方面。

    BMS分为纯硬件BMS保护板和软件结合硬件的BMS保护板纯硬件的BMS保护板是一组比较固定的保护参数，根据自身采集到的电压、电流、温度等状态保护与恢复，不需要MCU参与，这样的保护板也就不具备通讯信息交互的功能而软件+硬件的方式，MCU可以对信息的实时采集并且通过can、485等通讯方式与外部交互，上传BMS保护板实时信息。一般为了更好地分析电池过去的状态，尤其是在故障分析和算法建模的时候，需要大量的数据支撑，这时候就需要log存储功能，尽可能多的记录BMS的数据。

    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）。 当电池放电时，如果电压低于设定的安全范围，BMS系统保护板会及时断开放电电路，防止电池过放。

均衡是BMS中非常重要的一个环节，你是不是遇到过因为某一节电芯电压异常导致电池包使用容量变少的问题问题，BMS是遵循短板效应的，因为某一节电芯的电压比较低会导致SOX的估算直接不准，明明其他电芯还有电，但是确有劲无处使，对电池包的影响还是非常大的。关于均衡还是比较麻烦的，这里就不展开说了。当前的均衡控制策略中，有以单体电压为控制目标参数的，也有人提出应该用SOC作为均衡控制目标参数。以单体电压为例：首先设定一对启动和结束均衡的阈值：例如一组电池中，单体电压极值与这组电压平均值的差值达到30mV时启动均衡，5mV结束均衡。BMS按照固定的采样周期采集单体电压，计算平均值，再计算每个单体电压与均值的差值；如果MAX的一个差值达到了30mV，BMS就需要启动均衡程序；在均衡过程中持续步骤2，直到差值都小于5mV，结束均衡。BMS保护板通过采样线、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。锂电池BMS云平台设计

通过平衡管理，BMS系统保护板能够确保电池组内各节电池的压差不大，从而提高整个电池组的充放电性能。中颖电子BMS电池管理系统软件设计

    测量电池容量的理想方法是库仑计数法，即通过测量一段时间内流入和流出的电流，进而得到流入或者流出电量。SOC=总容量-（放电电流-充电电流）*时间根据电池测量系统的不同，有多种测量放电或充电电流的方法。电流分流器：分流器是一个低欧姆电阻器，用于测量电流。整个电流流经分流器并产生电压降，然后进行测量。这种方法会在电阻器上产生轻微的功率损耗。霍尔效应传感器：这种传感器通过磁场变化测量电流。它消除了电流分流器典型的功率损耗问题，但成本较高，且无法承受大电流。巨磁电阻（GMR）传感器：这种传感器用作磁场检测器，比霍尔效应传感器更灵敏（也更昂贵）。它们的精确度很高。库仑测量涉及的计算相当复杂，主要由微控制器完成。库仑计数法是一种安培小时积分法，可有效量化一段时间内的电量，提供动态、连续的状态更新。开路电压（OCV）通过计算电压与电量之间的直接关系，快速评估剩余电量。不过，库仑计数法会因传感器漂移或电池性能变化而随时间累积误差，而开路电压则也可能受到温度波动和电池老化的影响。 中颖电子BMS电池管理系统软件设计