BMS(BatteryManagementSystem,电池管理系统)作为电池技术的重点组件,其应用领域广且关键,对保护电池安全、提升使用效率与寿命发挥着不可替代的作用。在电动汽车领域,BMS是车辆动力系统的“智慧大脑”。它通过实时监测电池组的电压、电流、温度等参数,精确操作充放电过程,防止过充、过放、过流等安全危险,确保电池在比较好状态下运行。同时,BMS的均衡管理功能能够调节单体电池电量差异,提升电池组整体性能,延长使用寿命,为电动汽车提供稳定可靠的动力支持。储能系统是BMS应用的另一重要领域。在可再生能源发电中,BMS帮助管理储能电池的充放电,优化能源存储与利用效率。它不仅能实时监测电池状态,确保系统安全稳定运行,还能通过智能算法预测电池寿命,提前进行维护,降低运维成本。特别是在大规模储能电站中,BMS与逆变器、充电桩等设备的集成,实现了能量的高转换与分配,推动了可再生能源的广泛应用。 BMS如何延长电池寿命?电动自行车BMS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,才能较准确的估算。 新能源BMS电池管理芯片向高精度监测、AI智能预测、云端协同管理和多类型电池兼容(如固态电池)方向发展。
BMS保护板分为分口与同口保护板。保护板为了实现保护电池的功能,必须要能够主动切断电池主回路。因此,在电池包内部,电池的主回路是要经过保护板的。为了对充电和放电都能进行操作,保护板必须具有两个开关,分别作用于充电和放电回路。在同口保护板中,这两个开关串在一条线上,接到电池包外部,充电和放电都经过此线。而在分口保护板中,电池分出两根线,分别接充电开关和放电开关,再接到电池外部。之所以会出现同口和分口保护板,是为了降低成本:一般电动车锂电池包的充电电流要比放电电流小,如果两个开关串到一条线上,那么两个开关就得照着大的买。而分口的话,充电电流小,就可以用一个更小的开关。这里说的开关,其实就是MOSFET,是锂电保护板的主要成本,而且国内相关产品技术受限,重点部件需要进口。
BMS的中心使命是实时监控电池状态并实施精细作用。在硬件层面,BMS通过高精度模拟前端(AFE)芯片(如ADI的LTC6811或TI的BQ76PL536)采集每节电芯的电压(精度可达±1mV)、温度(范围覆盖-40°C至125°C)以及充放电电流(通过分流电阻或霍尔传感器实现±)。这些数据经主控芯片(如NXPS32K或STMicroelectronics的SPC58)处理后,执行三大关键任务:安全保护、状态估算与能量管理。例如,当某节三元锂电池电压超过,BMS会立即切断充电MOSFET,防止电解液分解引发热失控;在低温环境下(如-10°C),BMS可能通过PTC加热片提升电芯温度至5°C以上,以避免锂析出导致的不可逆容量损失。对于多串电池组(如电动汽车的96串400V系统),BMS必须解决电芯不一致性问题——即使是同一批次的电芯,容量差异也可能达到2%-5%。被动均衡通过并联电阻对电芯放电(典型均衡电流50-200mA),而主动均衡则利用电感或DC-DC转换器将能量从电芯转移至低压电芯(效率可达85%以上),这两种策略的取舍需权衡成本、效率与系统复杂度。管理备用电源电池组,确保基站断电时可靠供电,并远程监控电池健康状态。
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(如均衡功能),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)。 BMS向高精度监测、AI智能预测、云端协同管理和多类型电池兼容(如固态电池)方向发展。电动摩托车BMS设计
在选型BMS时需注意什么?电动自行车BMS保护方案
在储能系统中,储能电池只与高压储能变流器交互,变流器从交流电网取电,给电池组充电,或者电池组给变流器供电,电能通过变流器转换到交流电网。储能系统的通信、电池管理系统主要与变流器和储能电站调度系统有信息交互关系。另一方面,电池管理系统向变流器发送重要状态信息,确定高压电力交互状况,另一方面,电池管理系统向储能电站的调度系统PCS发送较详尽的监视信息。电动汽车BMS在高压下与电动机和充电机有能量交换关系的通信方面,与充电机在充电过程中有信息交互,在所有应用过程中与整车控制器有较详细的信息交互。深圳智慧动锂电子股份有限公司是从事锂电池保护管理系统 (BMS) 的技术开发及锂电池专门集成电路通路商的国家高新技术企业。电动自行车BMS保护方案