什么是BMS 動(dòng)力電池和非動(dòng)力電池區(qū)別

隨著新能源、可穿戴設(shè)備等的發(fā)展，BMS成為熱議的話(huà)題，經(jīng)久不衰，這篇文章我們就一起來(lái)學(xué)習(xí)一些關(guān)于BMS的知識(shí)。

Q1.什么是BMS？

BMS是對(duì)電池進(jìn)行監(jiān)控和管理的系統(tǒng)（Battery Management System），通過(guò)對(duì)電池的電壓、電流、溫度、剩余容量（SOC）、放電功率，報(bào)告電池劣化程度（SOH）、電池均衡管理、報(bào)警提醒等參數(shù)采集、計(jì)算進(jìn)而控制電池放電過(guò)程，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的保護(hù)，提升電池綜合性能的管理系統(tǒng)。它還根據(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(jī)進(jìn)行最佳電流的充電，它通過(guò)通信線(xiàn)與其他控制單元進(jìn)行通信，比如我們手機(jī)或新能源汽車(chē)的快充、電量顯示等都與BMS有著密切的關(guān)系。

Q2.動(dòng)力電池和非動(dòng)力電池區(qū)別？

提到電池，一般被分為動(dòng)力電池和非動(dòng)力電池，新能源汽車(chē)的動(dòng)力來(lái)源一般主要是以動(dòng)力電池為主。一般，動(dòng)力電池實(shí)際上就是為交通運(yùn)輸工具提供動(dòng)力來(lái)源的一種電源。它與普通電池的主要區(qū)別為動(dòng)力電池相比于普通電池，其放電功率大。它可以在很短的時(shí)間內(nèi)將電池的電放完。動(dòng)力電池一般容量要小于非動(dòng)力電池。

Q3.什么是充放電倍率？

一般電池后面的xxC它表示了電池的放電能力，C：用來(lái)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(gè)小時(shí)就可以放完，2C放電，就是2A放電，半個(gè)小時(shí)就可以放完。當(dāng)然不同材質(zhì)的電池，放電能力也是不一樣的。

Q4.什么是均衡控制？

生產(chǎn)制造和使用過(guò)程的差異性，造成了動(dòng)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(nèi)阻、自放電率、充放電效率等方面。單體的不一致，傳導(dǎo)至動(dòng)力電池包，必然的帶來(lái)了動(dòng)力電池包容量的損失，進(jìn)而造成壽命的下降。

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

電池單體的不一致，會(huì)隨著時(shí)間的推移，在溫度以及振動(dòng)條件等隨機(jī)因素的影響下進(jìn)一步惡化，趨勢(shì)無(wú)法逆轉(zhuǎn)，但可以干預(yù)，降低它的惡化速率。方法之一就是通過(guò)電池管理系統(tǒng)對(duì)電芯實(shí)施均衡。

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

但是均衡也存在一定的局限性，被動(dòng)均衡，電流無(wú)法完全按照實(shí)際需求去做，因?yàn)橥ㄟ^(guò)電阻消耗的能量，轉(zhuǎn)化成熱量，對(duì)電池管理系統(tǒng)以及電池包都會(huì)產(chǎn)生不良影響；主動(dòng)均衡，需要配置相應(yīng)電路和儲(chǔ)能器件，體積大，成本上升，這兩個(gè)條件一起決定了主動(dòng)均衡不容易推廣應(yīng)用。電池包的每個(gè)充電放電過(guò)程，都伴隨著一部分電池局部的附加充放過(guò)程，無(wú)形中增加了電池的循環(huán)次數(shù)。

Q5.一般BMS管理系統(tǒng)是什么樣的？

在一些系統(tǒng)中對(duì)成本的要求比較高，比如手扶電動(dòng)兩輪車(chē)，在這個(gè)系統(tǒng)中BMS電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)也相對(duì)簡(jiǎn)單一些，僅由一顆專(zhuān)用的管理芯片即可實(shí)現(xiàn)電池管理，當(dāng)然這個(gè)管理是純硬件的，沒(méi)有加入軟件，實(shí)現(xiàn)一些基本的功能：正常充放電、過(guò)充過(guò)放、溫度保護(hù)、平衡等。

在復(fù)雜的管理系統(tǒng)中，從系統(tǒng)層次來(lái)進(jìn)行架構(gòu)管理，會(huì)引入一些控制單元（如單片機(jī)）做一些控制算法，它不僅包含硬件，還包含底層軟件、應(yīng)用層軟件等。

如上圖（來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)），分為主控，從控，電壓電流采集控制、儀表顯示等功能，非常復(fù)雜。單單這一個(gè)系統(tǒng)里面用到的單片機(jī)數(shù)量是十分可觀的。

上面我們簡(jiǎn)單對(duì)BMS一些問(wèn)題進(jìn)行了了解，作為控制工程師，首先學(xué)好單片機(jī)是非常重要的，還等什么，趕緊行動(dòng)起來(lái)吧！

編輯：jq