新時(shí)代BMS軟件設(shè)計(jì)

    主動(dòng)均衡技術(shù)主動(dòng)均衡又稱(chēng)非能量耗散式均衡，其原理在充電和放電循環(huán)期間，是將能量高的電芯內(nèi)的能量轉(zhuǎn)移到能量低的電芯中去，使得電池PACK內(nèi)的電荷得到重新分配，從而縮短充電時(shí)間，延長(zhǎng)放電使用時(shí)間。在適用場(chǎng)景上，主動(dòng)均衡更加適用于大容量、高串?dāng)?shù)的鋰電池組應(yīng)用。BMS被動(dòng)均衡技術(shù)先于主動(dòng)均衡在電動(dòng)市場(chǎng)中應(yīng)用，技術(shù)也較為成熟些。主動(dòng)均衡則較為復(fù)雜，變壓器方案的設(shè)計(jì)以及開(kāi)關(guān)矩陣的設(shè)計(jì)無(wú)疑會(huì)使成本增加明顯。但主動(dòng)均衡相比采用能量傳遞分配的原則，因而能量利用率相比被動(dòng)均衡更高。在實(shí)際應(yīng)用中，主動(dòng)均衡技術(shù)也被普遍認(rèn)為更為合理。例如，科列自主研發(fā)的雙向DC-DC主動(dòng)均衡芯片，它采用了科學(xué)的智能算法，能夠及時(shí)地補(bǔ)償電池組產(chǎn)生的差異，確保電池一致性，延長(zhǎng)電池組的使用壽命和平均無(wú)故障時(shí)間。BMS鋰電池保護(hù)板對(duì)電池包的能量進(jìn)行管理，一般分為被動(dòng)管理和主動(dòng)管理兩種類(lèi)型。新時(shí)代BMS軟件設(shè)計(jì)

    BMS硬件保護(hù)板的主要功能包括幾個(gè)方面：一，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電池的關(guān)鍵參數(shù)，包括電壓、電流和溫度；第二，提供過(guò)壓和欠壓保護(hù)，防止電池在充電或放電過(guò)程中超出安全電壓范圍；第三，支持過(guò)流保護(hù)以防止電池在充電或放電過(guò)程中產(chǎn)生超過(guò)額定值的電流；第四，持續(xù)監(jiān)測(cè)電池溫度，及時(shí)阻止過(guò)熱現(xiàn)象的發(fā)生；第五，在充電階段通過(guò)平衡電池單體電壓，以提高整體電池的使用壽命。BMS軟件保護(hù)板的主要功能則包括以下方面：一，通過(guò)嵌入式算法實(shí)現(xiàn)電池狀態(tài)的估計(jì)和操作，以確保良好性能；第二，支持與其他系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，例如與電動(dòng)車(chē)系統(tǒng)之間的信息傳遞；第三，允許用戶(hù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)電池的實(shí)時(shí)狀態(tài)，提高監(jiān)管的便捷性；第四，積極收集、存儲(chǔ)電池運(yùn)行數(shù)據(jù)，并提供分析工具，以便用戶(hù)更好地了解電池性能并作出相應(yīng)決策。 儲(chǔ)能柜BMS管理系統(tǒng)云平臺(tái)可通過(guò)專(zhuān)門(mén)診斷工具讀取 BMS 故障碼，定位具體問(wèn)題（如傳感器失效、均衡電路故障）。

    BMS保護(hù)板分為分口與同口保護(hù)板。保護(hù)板為了現(xiàn)實(shí)保護(hù)電池的功能，必須要能夠主動(dòng)切斷電池主回路。因此，在電池包內(nèi)部，電池的主回路是要經(jīng)過(guò)保護(hù)板的。為了對(duì)充電和放電都能進(jìn)行操作，保護(hù)板必須具有兩個(gè)開(kāi)關(guān)，分別操作充電和放電回路（姑且這么理解）。在同口保護(hù)板中，這兩個(gè)開(kāi)關(guān)串在一條線上，接到電池包外部，充電和放電都經(jīng)過(guò)此線。而在分口保護(hù)板中，電池分出兩根線，分別接充電開(kāi)關(guān)和放電開(kāi)關(guān)，再接到電池外部。之所以會(huì)出現(xiàn)同口和分口保護(hù)板，是為了降低成本：一般電動(dòng)車(chē)鋰電池包的充電電流要比放電電流小，如果兩個(gè)開(kāi)關(guān)串到一條線上，那么兩個(gè)開(kāi)關(guān)就得照著大的買(mǎi)。而分口的話，充電電流小，就可以用一個(gè)更小的開(kāi)關(guān)。這里說(shuō)的開(kāi)關(guān)，其實(shí)就是MOSFET，是鋰電保護(hù)板的主要成本，而且國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品技術(shù)受限，重點(diǎn)部件需要進(jìn)口。

    BMS的中心使命是實(shí)時(shí)監(jiān)控電池狀態(tài)并實(shí)施精細(xì)作用。在硬件層面，BMS通過(guò)高精度模擬前端（AFE）芯片（如ADI的LTC6811或TI的BQ76PL536）采集每節(jié)電芯的電壓（精度可達(dá)±1mV）、溫度（范圍覆蓋-40°C至125°C）以及充放電電流（通過(guò)分流電阻或霍爾傳感器實(shí)現(xiàn)±）。這些數(shù)據(jù)經(jīng)主控芯片（如NXPS32K或STMicroelectronics的SPC58）處理后，執(zhí)行三大關(guān)鍵任務(wù)：安全保護(hù)、狀態(tài)估算與能量管理。例如，當(dāng)某節(jié)三元鋰電池電壓超過(guò)，BMS會(huì)立即切斷充電MOSFET，防止電解液分解引發(fā)熱失控；在低溫環(huán)境下（如-10°C），BMS可能通過(guò)PTC加熱片提升電芯溫度至5°C以上，以避免鋰析出導(dǎo)致的不可逆容量損失。對(duì)于多串電池組（如電動(dòng)汽車(chē)的96串400V系統(tǒng)），BMS必須解決電芯不一致性問(wèn)題——即使是同一批次的電芯，容量差異也可能達(dá)到2%-5%。被動(dòng)均衡通過(guò)并聯(lián)電阻對(duì)電芯放電（典型均衡電流50-200mA），而主動(dòng)均衡則利用電感或DC-DC轉(zhuǎn)換器將能量從電芯轉(zhuǎn)移至低壓電芯（效率可達(dá)85%以上），這兩種策略的取舍需權(quán)衡成本、效率與系統(tǒng)復(fù)雜度。 BMS通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池的電壓、電流、溫度等參數(shù)，確保電池在安全范圍內(nèi)運(yùn)行。

    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(jí)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(guò)多消耗電池電量，如果長(zhǎng)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(duì)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(lái)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(chǎng)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)。 需管理上百顆電芯串聯(lián)，支持高壓快充，通過(guò) ISO 26262 功能安全認(rèn)證，實(shí)時(shí)監(jiān)控?zé)峁芾怼ｋ妱?dòng)三輪車(chē)BMS管理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

從哪些方面選擇合適的BMS？新時(shí)代BMS軟件設(shè)計(jì)

目前市場(chǎng)上兩輪電動(dòng)車(chē)電池類(lèi)型主要有鉛酸電池，鋰電池，鉛酸改鋰電等，然后，現(xiàn)在的電池管理存在電池壽命短，充電設(shè)施不完善，電池回收利用中對(duì)廢舊電池處理不當(dāng)對(duì)環(huán)境造成污染等問(wèn)題。針對(duì)現(xiàn)有問(wèn)題，我們應(yīng)采取一些新的管理方案。首先是采用智能充電樁，實(shí)現(xiàn)電池的智能充電，避免過(guò)沖，過(guò)放現(xiàn)象，延長(zhǎng)電池壽命；其次，可以采用電池租賃的方式，推廣電池租賃模式，降低用戶(hù)購(gòu)車(chē)成本的同時(shí)減輕充電設(shè)施壓力；再次是建立完善的電池回收體系，提高廢舊電池回收率，減少環(huán)境污染；還可以利用無(wú)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，大力推廣智能電池管理系統(tǒng)BMS，可以提前預(yù)警潛在問(wèn)題，提高電池的使用壽命并可以降低危險(xiǎn)發(fā)生幾率。新時(shí)代BMS軟件設(shè)計(jì)