锂电池BMS工作原理

    什么是电池荷电状态（SOC）？电池荷电状态（SOC）是电池管理的一个重要指标，尤其是对锂离子电池而言。它指的是电池相对于其容量的电量水平，通常用百分比表示。SOC用于确定电池的剩余电量，而剩余电量对于预测电池的性能和使用寿命至关重要。测量电池的充电状态并不是一项简单的任务，有很多种方法，比如电压/电流积分、阻抗测量和库仑计数等。确定电动汽车电池SOC的技术各不相同，主要有开路电压法，库仑计数法，基于模型的方法几种。 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。锂电池BMS工作原理

BMS电池保护板也可以按照电芯材料来区分。不同的电芯材料，放电截止电压和充电截止电压是不一样的。因此，所使用的保护板也是不一样的，最常见的就是三元保护板和磷酸铁锂保护板，一般三元电芯电压范围为2.7-4.2v，而磷酸铁锂则是2.5-3.6v。保护板的电流保护，一方面是防止充电电流太大，另一方面是防止放电电流太大。过大的电流，会伤害电池，也可能烧坏保护板自身。首先，保护板有一个基本的关键参数：放电电流和充电电流。该电流是保护板的持续放电或者充电电流，它表示了保护板自己的载流能力，和电池无关。除了该参数以外，保护板还有一对电流参数，即充电保护电流和放电保护电流。顾名思义，就是在充电或者放电过程中，电流超过该值的大小就关断。同之前的道理一样，电流的保护也是有延时的，不过电流保护的恢复是自动的，只要电流减小就会自动恢复。锂电池BMS工作原理通过实时监测和保护电池，避免电池过充、过放等问题，BMS系统保护板能够延长电池的使用寿命。

    电池保护板，顾名思义锂电池保护板主要是针对可充电（一般指锂电池）起保护作用的集成电路板。锂电池（可充型）之所以需要保护，是由它本身特性决定的。由于锂电池本身的材料决定了它不能被过充、过放、过流、短路及超高温充放电，因此锂电池锂电组件总会跟着一块带采样电阻的保护板和一片电流保险器出现。电池包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。

    BMS是BatteryManagementSystem首字母缩写，电池管理系统。它是配合监控储能电池状态的装置，主要就是为了智能化管理及维护各个电池单元，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。一般BMS表现为一块电路板，即BMS保护板，或者一个硬件盒子。BMS保护板或者BMS保护盒子通过采样线、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。BMS总成包括电池组、线束、结构件、BMS保护板等组件组成，其中电池组是由一系列单体电芯组合而来，通常单体电芯电压、容量都较低，如果想得到更高电压平台和更大容量的电池包，就需要多个电芯组合。 BMS还需要根据采集到电池的相关信息。

    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。 BMS多重安全防护系统有效防止过充、过放、过流、过压等问题，确保用户和设备安全。锂电池BMS工作原理

BMS系统保护板具有短路保护功能，当检测到电池组内外部发生短路时，立即切断电源，防止短路造成的损害。锂电池BMS工作原理

    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。 锂电池BMS工作原理