BMS是如何在線測量電池內(nèi)阻的？

電池的壽命與內(nèi)阻之間存在一定的關(guān)系，內(nèi)阻的大小對電池容量和放電性能有較大的影響，從而影響電池的壽命。在線監(jiān)測內(nèi)阻對實(shí)時(shí)掌握電池健康狀態(tài)和預(yù)測性維護(hù)有著非常重要的作用。下面以大部分商業(yè)化BMS的電池內(nèi)阻在線計(jì)算流程為例，簡要介紹其計(jì)算過程。

電池管理系統(tǒng)BMS通過采集電池組的電流和電壓信息，來計(jì)算電池的內(nèi)阻。通常，BMS會(huì)周期性地對電池組進(jìn)行極化放電或脈沖放電，對電池組進(jìn)行測試，通過測量電池組在放電過程中的電壓變化，從而計(jì)算出電池組的內(nèi)阻。一般來說，電池的內(nèi)阻與電池的溫度、荷電狀態(tài)以及充放電過程有關(guān)。因此，在BMS中，還需要測量電池的溫度和荷電狀態(tài)，根據(jù)電池的特性曲線，來對內(nèi)阻進(jìn)行校正和修正，從而得出較為準(zhǔn)確的內(nèi)阻值。

具體的計(jì)算方法，一般有如下兩種方法：

1 極化放電法：電池被放電到一定電壓，然后突擊加負(fù)載，記錄電壓和電流，得到內(nèi)阻值。此方法需要長時(shí)間等待，且周期性較長。

2 脈沖放電法：電池被間斷性放電，每次放電時(shí)間較短（通常幾十毫秒左右），但頻次較高（每分鐘上百次），記錄電壓和電流，得到內(nèi)阻值，具有時(shí)間迅速且比較精度高的特點(diǎn)。

以上兩種方法雖然測量方法不同，但都需要通過加負(fù)荷后測量電壓和電流，從而計(jì)算內(nèi)阻值。而這些測量數(shù)據(jù)都可以通過BMS的芯片、放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器等電路完成，同時(shí)，也可以通過應(yīng)用程序和算法，對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，來獲得比較準(zhǔn)確的電池內(nèi)阻值。

舉例說明：

假設(shè)一個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)中電池組包含10節(jié)電池，每節(jié)電池的標(biāo)稱電壓為3.2V，容量為50Ah，總電壓為32V。

首先，BMS需要進(jìn)行極化放電或脈沖放電測試電池組，得出電池在放電狀態(tài)下的電壓變化曲線。假設(shè)經(jīng)過測試，電池組在放電過程中的電壓下降了2V，那么BMS就可以通過下列公式計(jì)算電池的內(nèi)阻值：

內(nèi)阻 = ΔU / I

其中，ΔU (讀作：delta U)為電池在放電過程中的電壓下降值，I為電池放電所消耗的電流值。假設(shè)電池放電時(shí)的電流為20A，則內(nèi)阻值可計(jì)算為：

內(nèi)阻 = 2V / 20A = 0.1Ω

然而，由于電池的內(nèi)阻值與電池的溫度、荷電狀態(tài)有關(guān)，因此，需要對內(nèi)阻值進(jìn)行校正和修正。例如，當(dāng)電池的溫度上升10℃時(shí)，內(nèi)阻值通常會(huì)增加10%左右；當(dāng)電池的荷電狀態(tài)變化時(shí)，也會(huì)對內(nèi)阻值造成影響。因此，BMS需要通過測量電池的溫度和荷電狀態(tài)等參數(shù)，并根據(jù)預(yù)設(shè)的算法對內(nèi)阻值進(jìn)行修正和校正。

假設(shè)電池的溫度較高，內(nèi)阻值需要增加10%，則修正后的內(nèi)阻值為：

修正后的內(nèi)阻 = 0.1Ω * (1+10%) = 0.11Ω

通過上述計(jì)算，BMS可以獲得比較準(zhǔn)確的電池內(nèi)阻值，并根據(jù)此值來判斷電池狀態(tài)和健康狀況，以便于進(jìn)行保養(yǎng)和維護(hù)，延長電池組的使用壽命。