动力电池BMS电池管理系统工作原理

    BMS是BatteryManagementSystem首字母缩写，电池管理系统。它是配合监控储能电池状态的装置，主要就是为了智能化管理及维护各个电池单元，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。一般BMS表现为一块电路板，即BMS保护板，或者一个硬件盒子。BMS保护板或者BMS保护盒子通过采样线、镍片等与电芯组成的pack连接，通过对系统状态的实时监控，达到管理电池组的目的。BMS总成包括电池组、线束、结构件、BMS保护板等组件组成，其中电池组是由一系列单体电芯组合而来，通常单体电芯电压、容量都较低，如果想得到更高电压平台和更大容量的电池包，就需要多个电芯组合。 BMS保护板也可以按照串数和持续放电电流大小来分。动力电池BMS电池管理系统工作原理

锂电池过充过放的本质：充电时，锂离子从正极板脱嵌，通过电解液嵌入到负极板上；放电时，锂离子从负极板上脱嵌，并经由电解液嵌入到正极板上；锂离子电池的充放电过程是锂离子在极板上的嵌入和脱嵌过程。充电时，随着锂离子的脱嵌，正极材料体积会发生一定量的收缩；放电时，随着锂离子的嵌入，正极材料体积会发生一定量的膨胀。过充时，正极晶格会产生崩塌，锂离子在负极会形成锂枝晶从而刺破隔膜，造成电池的损坏。过放时，正极材料活性变差，阻止锂离子的嵌入，电池容量急剧下降。如果发生正极材料体积过度膨胀，也会破坏电池的物理结构，造成电池的损坏。动力电池BMS电池管理系统储能BMS主动均衡和被动均衡的区别主要有能量的方式、启动均衡条件、均衡电流、成本等。

    船用液冷储能柜BMS电池管理系统采用两级架构，每一套电池管理系统由电池模组管理单元BMU、电池簇管理单元BCU组成。BMS系统具有模拟信号高精度检测及上报，故障告警、上传和存储，电池保护，参数设置；被动均衡，电池组SOC标定、操作账号权限与密码管理、与其它设备信息交互等功能。从控单元BMU通过对各单体电池的电压和温度进行精确采集，实现对电池状态的实时监控。模块具有可靠的数据通讯功能，系统运行过程中，可实现与电池管理系统主控单元或者其他设备之间的通讯。主控单元BCU是电池管理系统的控制中枢，它通过与从控单元通讯实现对电池单体电压、温度等的检测，并检测电池组总电压、充放电流、对地绝缘电阻等外特性参数，按照特定的算法对电池内部状态（容量、SOC、SOH等）进行估算和监控，在此基础上实现了对电池组的充放电管理、热管理、绝缘检测、单体均衡管理和故障报警；它可以通过通信总线实现与PCS、EMS等实现数据交换，通过菊花链实现与BMU通讯。

    BMS保护板的被动均衡技术顾名思义，被动均衡就是将单体电池中容量稍多的个体消耗掉，实现整体的均衡。被动均衡又称为能量耗散式均衡，工作原理是在每节电芯上并联一个电阻，当某个电芯提前充满，而又需要继续给其他电芯充电时，通过电阻对电压高的电芯以热量形式释放电量，为其他电芯争取更多充电时间。由于被动均衡结构更为简单，所以使用比较广。但是被动均衡也有明显的缺点，由于结构简单制作成本低，采用电阻耗能产生热量，从而会使整个系统的效率降低。并且均衡时间短，效果不佳，一般均衡时间都在充电周期末期。此外，只能对高电压电池进行放电，无法对劣质电池进行改进。在适用场景上，被动均衡更适合于小容量、低串数的锂电池组应用，可以释放每颗电芯的储能能力，实现电量的有效利用。 对于电池管理系统（BMS）而言，除了均衡功能外，均衡策略的制定同样至关重要。

BMS保护板分为分口与同口保护板。保护板为了现实保护电池的功能，必须要能够主动切断电池主回路。因此，在电池包内部，电池的主回路是要经过保护板的。为了对充电和放电都能进行控制，保护板必须具有两个开关，分别控制充电和放电回路（姑且这么理解）。在同口保护板中，这两个开关串在一条线上，接到电池包外部，充电和放电都经过此线。而在分口保护板中，电池分出两根线，分别接充电开关和放电开关，再接到电池外部。之所以会出现同口和分口保护板，是为了降低成本：一般电动车锂电池包的充电电流要比放电电流小，如果两个开关串到一条线上，那么两个开关就得照着大的买。而分口的话，充电电流小，就可以用一个更小的开关。这里说的开关，其实就是MOSFET，是锂电保护板的主要成本，而且国内相关产品技术受限，重点部件需要进口。如果是对基本功能的要求较高，且成本预算较为有限，BMS硬件保护板可能是一个不错的选择。低速电动车BMSIC

锂电池BMS保护板的过充保护:场效应管Q1、Q2可等效为两只开关，当Q1或Q2的G极电压大于1V时，开关管导通。动力电池BMS电池管理系统工作原理

    BMS系统保护板的功能：电池充放电状态监测：BMS系统保护板能够实时监测电池的电压、电流、温度等关键参数，确保电池在安全的工作范围内运行。过充与过放保护：当电池充电时，如果电压超过设定的安全范围，BMS系统保护板会立即断开充电电路，防止电池过充；同样地，当电池放电时，如果电压低于设定的安全范围，BMS系统保护板会及时断开放电电路，防止电池过放。温度保护：通过温度传感器实时监测电池的温度，当温度过高或过低时，BMS系统保护板会采取相应的措施，如降低充电电流或停止充电，以保护电池不受损害。短路保护：BMS系统保护板还具有短路保护功能，当检测到电池组内部或外部发生短路时，会立即切断电源，防止短路造成的损害。平衡管理：对于多节电池的电动车，BMS系统保护板还能实现电池的平衡管理，确保每节电池在充放电过程中的压差不大，从而提高整个电池组的使用寿命和性能。动力电池BMS电池管理系统工作原理

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