国产锂电池管理系统（BMS）发展现状
2020-09-02 16:46 ryder
国产锂电池管理系统(BMS)的发展现状，锂离子电池是目前众多便携式电气化设备必备动力来源，同时也应用到包括电动汽车在内的多个行业。但是利电子的使用必须配备电池管理系统(BMS)。这让新手工程师感到困惑。“电池管理系统(BMS)”这个术语在过去从来没有听说过用于干电池或燃料卡车的启动电池。为什么要有一个电池管理系统(BMS)用于锂电池的汽车?笔者获得了国内电池管理系统(BMS)产品技术规范数据，结合本产品进行分析，供您参考。
国产锂电池管理系统(BMS)的发展现状
为什么使用电池管理系统(BMS)?
从硬件的角度来看，锂电池系统结构中最小的动力单元就是电池单元。基本单元是模块。然后将模块组装成电池盒，电池盒与电池系统相连。基本原理按一定的技术要求串联。
从结构上看，电池表面上是一个完整的产品，但内部结构是相互连接的，过程非常复杂。除了连接电池单元、模块、电池盒等硬件外，还有电池恒温系统和安全防火系统。这些子系统以及锂电池之间的信息交换必须协调。如何协调?自然就有了管理的需求，其中管理是指计算机管理级系统，因此出现了电池管理系统(BMS)。
电池管理系统的基本功能
1) 管理电池类型:磷酸铁锂电池、锰酸锂、金酸锂、铅酸锂等类型电池和锂超级电容器;
2) 监控并指示电池/电容状态(电压、温度、电流、剩余能量)，异常情况下向用户发送报警信号(声光);
3) 根据控制策略切断电源传输环节，可以保护电池安全;
4) 能量平衡使用，使系统电池的剩余能量趋于一致，延长系统的整体放电时间，从而延长电池寿命;
(注:是基本功能;(3)有一定的项目积累;有很大技术难度的;)
电池管理系统(BMS)基本功能逻辑框图
显示模块负责电池数据的显示、声光报警和记录数据。
中控模块负责SOC计算、各种报警数据的出现、充放电电路的控制、高压线路绝缘性能的测量。
终端模块负责测量电池电压和温度，平衡电池能量，控制电池箱风扇。
四、安装过程分析
从产品外壳看，采用轻量化设计和铝拉拔工艺，满足汽车IP要求。
从接口上看，方便连接和插入，便于安装和维护。使用两个M6六角螺栓作为侧引线固定模块。在引线处应留有足够的空间以满足主机厂生产线的要求。
五、主动与被动综合平衡功能
本产品主要采用无源集成平衡功能，平衡电流50Ma。当充电时，BMS切换到能量耗散均衡模式，这是放电一个有足够容量的电池。在放电时，BMS切换到补充均衡模式，即给低容量电池充电。延长电池的使用寿命。详细介绍了该系统的工作原理和技术。均衡充电曲线如图5所示。
电池管理系统(BMS)产品，国内外厂家均声称具有被动平衡、主动平衡功能。笔者通过日本大公司的介绍，动力锂电池有源平衡技术已经实现，但是比较复杂，成本较高，目前还没有使用商品出现。
六、充电控制策略介绍
充电设置有超前时间控制、温度控制、电压控制三种控制，最终充电电流最小。其基本战略是:
(1)初次充电时，不要突然将充电电流加到额定充电电流上，最好有一个渐进的过程。本产品在设定的超前时间内，使充电电流线性增加至额定电流;
(2)单体最高电压达到报警阈值时，充电电流不能过大，否则电池电压容易越过严重阈值，处于危险状态。因此充电电流与最高单电压存在对应关系;
(3)在低温下，充电会严重影响电池的性能，因此充电电流也存在由温度控制的关系。
七、作者的总结
通过对国产电池管理系统(BMS)产品技术的分析，我们有以下经验:
(1)国内电池管理系统(BMS)产品发展迅速，并已出口到电动汽车技术先进的国家，产品水平可达到IP级;
(2)国产电池管理系统(BMS)产品，在控制策略上，更适合中国电动车使用环境;
(3)产品在轻量化和集成方面做了大量卓有成效的工作，受到越来越多用户的肯定;
(4)产品中重要的芯片还是国外的;
(5)产品供应商服务响应较快，产品价格具有比较优势，质量越来越好。
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