關于BMS電池管理系統的知識

隨著新能源、可穿戴設備等的發(fā)展，BMS成為熱議的話題，經久不衰，這篇文章我們就一起來學習一些關于BMS的知識。

Q1.什么是BMS？

BMS是對電池進行監(jiān)控和管理的系統（Battery Management System），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、報警提醒等參數采集、計算進而控制電池放電過程，實現對電池的保護，提升電池綜合性能的管理系統。它還根據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控制單元進行通信，比如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。

Q2.動力電池和非動力電池區(qū)別？

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區(qū)別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。

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。

Q4.什么是均衡控制？

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。

根據木桶短板效應，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。方法之一就是通過電池管理系統對電芯實施均衡。

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。

但是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，無形中增加了電池的循環(huán)次數。

Q5.一般BMS管理系統是什么樣的？

在一些系統中對成本的要求比較高，比如手扶電動兩輪車，在這個系統中BMS電池管理系統設計也相對簡單一些，僅由一顆專用的管理芯片即可實現電池管理，當然這個管理是純硬件的，沒有加入軟件，實現一些基本的功能：正常充放電、過充過放、溫度保護、平衡等。

在復雜的管理系統中，從系統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，它不僅包含硬件，還包含底層軟件、應用層軟件等。

分為主控，從控，電壓電流采集控制、儀表顯示等功能，非常復雜。單單這一個系統里面用到的單片機數量是十分可觀的。

上面我們簡單對BMS一些問題進行了了解，作為控制工程師，首先學好單片機是非常重要的，還等什么，趕緊行動起來吧！

責任編輯：haq