锂离子电池管理系统.docx

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1、锂离子电池管理系统在锂离子电池的使用中，避免其寿命缩短、损毁，甚至引发安全问题是至 关重要的。这些问题往往源于电池的滥用，而电池管理系统(BMS)正是为解 决这些问题而设计的。图1 一款宁德时代的电池管理系统主板BMS的主要职责是确保电池内部的单体电池均在自身安全工作区域内运 行，特别是对于由多个单体电池串联组成的大规模电池组更是如此。锂离子电池相对于其他化学电池更不能容忍滥用，而大规模电池组更易因 内部单体电池电压不均衡而导致过充及过放，这是锂离子电池的主要安全隐患。电池管理系统的定义广泛，它可以是任何以某种方式对电池进行管理和控 制的产品或技术。这包括电压管理系统(VMS)和电路保护模块(

2、PCM)。电池管理系统的主 要功能包括电池监控、电池保护、电池状态估计、电池性能最大化，以及向用 户或外部设备提供反馈。为保障锂离子电池的使用安全，BMS至少需要满足以下功能：1、防止电压越限：BMS会在任何锂离子单体电池电压超出安全范围时，主 动停止充电或反馈停止充电信息。2、防止温度越限：对于容易产生热失控的电池，BMS会通过停止电流或启 动冷却装置来控制温度。3、防止电压过低：当单体电池电压过低时，BMS会反馈停止运行信息或断开负载。4、控制充电电流：根据电池的电压、温度及前一时刻的电流水平，BMS会 调整充电电流以防越限。b)f)带有电池管理系统的电池充电器充电图a充电b）某单体电池电

3、压电限时停止充电）在单体电池电年通过均勘控制降低后 恢复充电（1）电池管理系就地环往复控制e）均期状态（一）D均勘*,三点与免5、控制放电电流：类似地，BMS也会控制放电电流以防越限。a)b)c)电池管理系统控制负载的电池放电图a）电池放电（一）b）电池放电（二）c）某单体电池电压跌落至低压阈值时停止放电L 在锂离子电池充电过程中，BMS的作用尤为关键。当任意一个单体电池达 到最大充电电压时，BMS必须切断充电器。通过均衡电池组的电压，BMS可以最大化电池组的整体容量。这通常通过 先移除充电最快的单体电池的充电装置实现，以便其他电池继续充电。当该单体电池电压足够低时再恢复充电，通过这种方式循环

4、多次，使所有 单体电池达到相同电压水平，即达到满充状态。在选择电池管理系统时，可以根据需求决定是选择定制的BMS还是非定制 的 BMSo特殊的需求，如知识产权或严格的技术参数，可能需要定制的电池管理系 统。而市售的电池管理系统则更适合那些寻求较少的时间、资金和资源投入的 企业。定制系统更多地被大型汽车制造商、大型电子公司、准备被收购的公司或 希望获取学习经验的业余爱好者所采用。而非定制系统则更适合小到中型专用 车辆生产商、设计服务公司、车辆集成商等。某些单体电池生产商会提供与电池配套的BMS,但这并不总是意味着它们 是定制的。在进行电池管理系统设计之前，需要谨慎考虑设计自己的电池管理 系统的优缺点，以避免在设计过程中遇到意想不到的复杂性和挑战。