特種車輛BMS電池管理系統(tǒng)保護(hù)方案

電池計(jì)量芯片(電量計(jì)IC)主要用來采集電芯電壓、溫度、電流等信息，通過庫侖積分和電池建模等方式計(jì)算電池電量、健康度等信息，并通過I2C/SMBUS/HDQ等通信端口與外部主機(jī)通信。電量計(jì)IC與電池保護(hù)IC既可分立，也可集成。一級保護(hù)IC可以控制充、放電MOSFET，保護(hù)動(dòng)作是可恢復(fù)的，即當(dāng)發(fā)生過充、過放、過流、短路等安全事件時(shí)就會(huì)斷開相應(yīng)的充放電開關(guān)，安全事件解除后就會(huì)重新恢復(fù)閉合開關(guān)，不影響電池的繼續(xù)使用。硬件、算法和固件是電量計(jì)芯片的三大關(guān)鍵要素，硬件用來實(shí)現(xiàn)高精度采樣和低功耗運(yùn)行;算法用來對電池進(jìn)行建模;固件用來實(shí)現(xiàn)算法編程，計(jì)算輸出容量信息。在選擇電量計(jì)芯片時(shí)，通常需要考慮到電芯化學(xué)類型、電芯串聯(lián)數(shù)目、通信接口、電量計(jì)放在電池包內(nèi)(Pack-side)還是放在系統(tǒng)板上(System-side)、電量計(jì)算法、是否集成電池保護(hù)均衡等功能、支持充放電電流大小，以及存儲(chǔ)介質(zhì)和封裝形式等。對于電池管理系統(tǒng)（BMS）而言，除了均衡功能外，均衡策略的制定同樣非常重要。特種車輛BMS電池管理系統(tǒng)保護(hù)方案

電池管理系統(tǒng)（BMS）對電池SOH的管理。什么是SOH？SOH（Stateofhealth），指電池的健康狀況，和SOC同為動(dòng)力電池的關(guān)鍵狀態(tài)參數(shù)。電池在使用過程中會(huì)不斷老化，當(dāng)健康狀況劣化至一定程度時(shí)，便不再滿足電動(dòng)車的使用要求，因此需對電池的SOH進(jìn)行監(jiān)控。與SOC的估計(jì)相比，SOH的預(yù)測更為復(fù)雜，一般需借助于各類濾波算法實(shí)現(xiàn)。在當(dāng)前工程實(shí)際中，電池的SOH的考量因素主要有電池容量和內(nèi)阻兩個(gè)指標(biāo)。那么動(dòng)力電池包SOH的影響因素有哪些呢？影響動(dòng)力電池包SOH的因素可以從兩個(gè)角度來看：一是在電池單體層級；二是單體電池成組的影響。電動(dòng)兩輪車BMS代理商鋰電池BMS保護(hù)板的過充保護(hù):場效應(yīng)管Q1、Q2可等效為兩只開關(guān)，當(dāng)Q1或Q2的G極電壓大于1V時(shí)，開關(guān)管導(dǎo)通。

隨著兩輪電動(dòng)車市場擴(kuò)大，一系列管理問題也逐步凸顯：換電需求上升：新國標(biāo)的實(shí)施與碳中和的方針增長了我國電動(dòng)車共享換電的需求通信基站、鐵路等貴重電池的防盜需求也亞待解決。企業(yè)運(yùn)營低效：電池廠商與換電運(yùn)營商等企業(yè)缺少對電池的監(jiān)控，無法掌握電池應(yīng)用數(shù)據(jù)，難以減少故障電池召回、電池防盜、電池起火等運(yùn)營問題。充電事故頻發(fā)：全國每年因充電引起的火災(zāi)達(dá)300多起，火災(zāi)造成的死亡率接近50%，引起ZF高度重視。ZF監(jiān)管困難：ZF急需推動(dòng)新國標(biāo)等政策下的電池、車輛行業(yè)規(guī)范發(fā)展，以降低監(jiān)管難度并減少充電事故。

   鋰電池保護(hù)板是對串聯(lián)鋰電池組的充放電保護(hù)；在充滿電時(shí)能保證各單體電池之間的電壓差異小于設(shè)定值（一般±20mV），實(shí)現(xiàn)電池組各單體電池的均充，有效地改善了串聯(lián)充電方式下的充電效果；同時(shí)檢測電池組中各個(gè)單體電池的過壓、欠壓、過流、短路、過溫狀態(tài)，保護(hù)并延長電池使用壽命；欠壓保護(hù)使每一單節(jié)電池在放電使用時(shí)避免電池因過放電而損壞。成品鋰電池組成主要有兩大部分，鋰電池芯和保護(hù)板，鋰電池芯主要由正極板、隔膜、負(fù)極板、電解液組成；正極板、隔膜、負(fù)極板纏繞或?qū)盈B，包裝，灌注電解液，封裝后即制成電芯，鋰電池保護(hù)板的作用很多人都不知道，鋰電池保護(hù)板，顧名思義就是保護(hù)鋰電池用的，鋰電池保護(hù)板的作用是保護(hù)電池不過放、不過充、不過流，還有就是輸出短路保護(hù)。電池管理系統(tǒng)（BMS）的主要功能包括監(jiān)控、保護(hù)和優(yōu)化電池性能。

電池保護(hù)板的自身參數(shù)，比如自耗電分為工作自耗電和靜態(tài)（睡眠）自耗電，保護(hù)板自耗電的電流一般是ua級別。工作自耗電電流較大，主要為保護(hù)芯片、mos驅(qū)動(dòng)等消耗。保護(hù)板的自耗電太大會(huì)過多消耗電池電量，如果長時(shí)間擱置的電池，保護(hù)板自耗電可能導(dǎo)致電池虧電。自耗電和內(nèi)阻等，他們不起保護(hù)作用，但是對電池的性能是有影響的。保護(hù)板的主回路內(nèi)阻也是一個(gè)很重要的參數(shù)，保護(hù)板的主回路內(nèi)阻主要來源于pcb板上鋪設(shè)阻值，mos的阻值（主要）和分流電阻的阻值。在保護(hù)板進(jìn)行充放電時(shí)，特別是mos部分，會(huì)產(chǎn)生大量的熱，因此一般保護(hù)板的mos上都需要貼一大塊的鋁片用于導(dǎo)熱和散熱。除了這些基本功能以外，為了使用不同的應(yīng)用場景個(gè)需求，保護(hù)板還有各種各樣的附加功能（如均衡功能），特別是帶軟件的保護(hù)板，功能更是異常豐富，比如藍(lán)牙、wifi、GPS、串口、CAN等應(yīng)有盡有，再高階一點(diǎn)，就成了電池管理系統(tǒng)了（BMS）。BMS鋰電池保護(hù)板涉及4種芯片，即電池充電、電池電量計(jì)、電池監(jiān)視芯片、電池保護(hù)芯片。電動(dòng)自行車BMS芯片

BMS被動(dòng)均衡技術(shù)先于主動(dòng)均衡在電動(dòng)市場中應(yīng)用，技術(shù)也較為成熟。特種車輛BMS電池管理系統(tǒng)保護(hù)方案

儲(chǔ)能BMS廠商一般從動(dòng)力電池BMS發(fā)展而來，因此，很多設(shè)計(jì)和名詞有歷史沿革比如動(dòng)力電池里一般分為BMU（BatteryMonitorUnit）和BCU（BatteryControlUnit）前者采集，后者控制。因?yàn)殡娦臼且粋€(gè)電化學(xué)的過程，多個(gè)電芯組成一個(gè)電池，由于每個(gè)電芯特性，無論制造多精密，根基使用時(shí)間，環(huán)境，各個(gè)電芯都會(huì)存在誤差與不一致的地方，故電池管理系統(tǒng)，就是通過有限的參數(shù)，去評估當(dāng)前電池的狀態(tài)，有點(diǎn)像中醫(yī)看病，通過表征，看你得了啥病，不是西醫(yī)，需要一些理化分析，人體的理化分析就像電池的電化學(xué)特性，可以通過大型試驗(yàn)儀器去測量，但是嵌入式系統(tǒng)很難去評估電化學(xué)的一些指標(biāo)，故BMS就是一個(gè)老中醫(yī)。特種車輛BMS電池管理系統(tǒng)保護(hù)方案