从实现方式来看,主要分为被动均衡与主动均衡。被动均衡,即耗能式均衡,一般利用电阻等耗能元件来消耗电压较高电池的多余电量,以此促使电池组中各单体电池电压趋于均衡。这种方式结构简易、成本较低,然而会产生热量,导致能量浪费,且均衡效率相对不高,比较适用于对成本较为敏感、电池组容量较小以及充电频率不高的应用场景,例如一些小型锂电池设备。主动均衡,也叫非耗能式均衡,它借助电感、电容、变压器等储能元件,把电量从电压高的电池转移到电压低的电池,实现电池间的能量转移与均衡。主动均衡方式能够优异减少能量损耗,均衡速度快、效率高,适用于大容量、高倍率充放电的电池组,像电动汽车、储能系统等对电池性能和安全性要求严苛的领域,不过其电路结构复杂,成本也相对较高。随着电池技术的不断发展,BMS也需要不断升级,以适应新型电池的特性和需求。太阳能BMS保护板
在电动汽车领域,BMS直接关系车辆续航、安全与用户体验,技术要求严苛:高精度状态管理:采用扩展卡尔曼滤波(EKF)或粒子滤波算法,实现SOC(荷电状态)估算误差≤3%,确保剩余里程显示精确。动态监测SOH(优良状态),通过内阻增长(如每年增加5%~10%)和容量衰减率(如循环1000次后容量保持率>80%)评估电池寿命。高压快充兼容性:针对800V高电压平台(如保时捷Taycan),BMS需支持电芯电压监测范围扩展至5V(应对固态电池趋势),并优化均衡策略以应对快充(350kW)导致的电芯温差(±2℃以内)。功能安全认证:符合ISO 26262 ASIL-D等级,具备冗余设计(如双MCU架构),可实时诊断过压(>4.3V)、过温(>60℃)及绝缘失效(绝缘电阻<500Ω/V)等故障。典型案例:特斯拉Model 3采用分布式BMS架构,每个电池模组集成监控单元,通过CAN FD总线实现毫秒级故障响应。铅酸改锂电池BMS软件开发智慧动锂高压工厂储能BMS系统,采用高速32位MCU和高性能车规级AFE,保证高效率和高精度二级或三级架构。
电池管理系统(BMS,Battery Management System)2. 技术发展趋势(1)高精度与智能化电芯级管理:从传统的模组级管理转向单体电芯级监控(如无线BMS),提升SOC(电量)和SOH(健康度)估算精度。AI与边缘计算:通过机器学习预测电池寿命、识别异常工况,实现主动安全防护。OTA升级:支持远程固件更新,动态优化电池策略。(2)集成化与轻量化芯片集成:采用高集成度芯片(如TI的BQ系列),减少外围电路,降低成本。功能融合:BMS与热管理系统、充电桩通信深度集成,形成“云-边-端”协同管理。(3)安全与可靠性提升多层级保护:从硬件(过压/过流/温度保护)到软件(故障诊断、热失控预警)的防护。固态电池适配:针对下一代固态电池的高电压特性,开发兼容性更强的BMS架构。(4)无线BMS(wBMS)去线束化:通过无线通信(如蓝牙、Zigbee)替代传统线束,降低成本、提升灵活性。应用场景:适用于换电模式、梯次利用电池管理等复杂场景。
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。BMS保护板的被动均衡是将单体电池中容量较多的个体消耗掉,实现整体的均衡。
在组成结构上,BMS 分为硬件与软件两大部分。硬件包含主控单元,通常由微控制器(MCU)或数字信号处理器(DSP)担当,负责数据处理与指令发出;电压、电流、温度采集电路,分别用于采集对应参数;保护电路在异常时切断电路;均衡电路实现电池电量平衡;通信接口电路支持多种通信协议,保障数据传输。软件涵盖底层驱动软件,负责硬件交互;电池管理算法,如 SOC 估算、SOH 评估、均衡及充放电控制算法等,是 BMS 重心;通信协议栈保障通信顺畅;用户界面软件则为用户提供直观操作界面。BMS所获得数据的准确性、可靠性,决定了储能系统整体运行的质量和效率。两轮车BMS电池管理系统方案定制
BMS如何实时监测电池状态?太阳能BMS保护板
锂电池保护板设计中需要考虑的因素较多,如电压平台问题,锂动力电池包在使用中往往被要求很大的平台电压,所以设计锂动力电池包保护板时尽量使保护板不影响电芯的放电电压,这样对控制IC、采样电阻等元件的要求就会很高,电流采样电阻应满足高精密度,低温度系数,无感等要求。锂电池保护板的电路,B+、B-分别是接电芯的正、负极;P+、P-分别是保护板输出的正、负极;T为温度电阻(NTC)端口。锂电池保护板的主要功能有过充保护、过放保护、过流保护、短路保护、温度保护等。太阳能BMS保护板