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電學文章
有關于BMS電池管理系統(tǒng)的相關知識

發(fā)布時間: 2021-11-02   瀏覽次數(shù):   作者:邁昂科技

   伴隨著新能源、可穿戴設備等的發(fā)展趨勢,BMS成為熱議的話題,長盛不衰,這篇文章你們就一起來學習一些關于BMS的相關知識。


什么是BMS?

BMS是對電池進行監(jiān)控和管理的系統(tǒng)(BatteryManagementSystem),通過對電池的電壓、電流、溫度、剩余容量(SOC)、放電功率,報告電池劣化程度(SOH)、電池均衡管理、報警提醒等參數(shù)采集、計算進而控制電池放電過程,實現(xiàn)對電池的保護,提升電池綜合性能的管理系統(tǒng)。它還可根據(jù)電池的電壓電流及溫度用算法控制最大輸出功率以獲得最大續(xù)航,用算法控制充電機進行最佳電流的充電,它通過通信線與其他的控制單元進行通信,比如說我們手機或新能源汽車的快充、電量顯示等都與BMS有著密切的關系。


動力電池和非動力電池不同之處?

提到電池,一般被分為動力電池和非動力電池,新能源汽車的動力來源一般主要是以動力電池為主。一般,動力電池實際上就是為交通運輸工具提供動力來源的一種電源。它與普通電池的主要不同之處為動力電池相比于普通電池,其放電功率大。它可以在很短的時間內將電池的電放完。動力電池一般容量要小于非動力電池。


什么是充放電倍率?

一般電池后面的xxC它表示了電池的放電能力,C:用來表示電池充放電電流大小的比率,即倍率。充放電倍率=充放電電流/額定容量,例如1000mAh的電池,1C放電,就是1A放電,那么1個小時就可以放完,2C放電,就是2A放電,半個小時就可以放完。當然不同材質的電池,放電能力也是不一樣的。


什么是均衡控制?

生產制造和使用過程的差異性,造成了動力電池單體天然就存在著不一致性。不一致性主要表現(xiàn)在單體容量、內阻、自放電率、充放電效率等方面。單體的不一致,傳導至動力電池包,必然的帶來了動力電池包容量的損失,進而造成壽命的下降。


可根據(jù)木桶短板效應,充電和放電時都是性能最差的單體先達到截止條件,其他的還有一部分能力并未釋放出來,這樣就造成了浪費。


電池單體的不一致,會伴隨著時間的推移,在溫度以及振動條件等隨機因素的影響下進一步惡化,趨勢無法逆轉,但可以干預,降低它的惡化速率。具體方法之一就是通過電池管理系統(tǒng)對電芯實施均衡。


均衡包括主動均衡和被動均衡,被動均衡,運用電阻器,將高電壓或者高荷電量電芯的能量消耗掉,以達到減小不同電芯之間差距的目的,是一種能量的消耗。主動均衡,運用儲能器件等,將荷載較多能量的電芯部分能量轉移到能量較少的電芯上去,是能量的轉移。


有時候均衡也存在一定的局限性,被動均衡,電流無法完全按照實際需求去做,因為通過電阻消耗的能量,轉化成熱量,對電池管理系統(tǒng)以及電池包都會產生不良影響;主動均衡,需要配置相應電路和儲能器件,體積大,成本上升,這兩個條件一起決定了主動均衡不容易推廣應用。電池包的每個充電放電過程,都伴隨著一部分電池局部的附加充放過程,無形之中增加了電池的循環(huán)次數(shù)。


一般BMS管理系統(tǒng)是什么樣子的?
在一些系統(tǒng)中對成本的要求比較高,比如手扶電動兩輪車,在這個系統(tǒng)中BMS電池管理系統(tǒng)設計也相對簡單一些,僅由一顆專用的管理芯片即可實現(xiàn)電池管理,當然了這個管理是純硬件的,沒有加入軟件,實現(xiàn)一些基本的功能:正常充放電、過充過放、溫度保護、平衡等。
在復雜的管理系統(tǒng)中,從系統(tǒng)層次來進行架構管理,會引入一些控制單元(如單片機)做一些控制算法,它不但包含硬件,還包含底層軟件、應用層軟件等。


劃分為主控,從控,電壓電流采集控制、儀表顯示等功能,比較復雜。單單這一個系統(tǒng)里面用到的單片機數(shù)量是十分可觀的。

 
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