BMS的基本概念

发布时间 2023-12-23 15:45:41作者: 正在充电的Linux

BMS简介

 

概念

背景:

电动车的电瓶电池有时候使用的正是锂电池,这种电池材料存在一定的特性,使其不能被过充、过放、过流、短路及超高低温充放电,因此锂电池组总会有一块精致的BMS 相伴,BMS指的是是Battery Management System电池管理系统,也叫保护板。

定义:

BMS电池系统俗称之为电池保姆或电池管家,主要就是为了智能化管理及维护各个电池单元,监控电池的状态,防止电池出现过充电和过放电,以延长电池的使用寿命。

作用

感知和测量

这是BMS基本功能,包括一些指标参数的计量和计算,其中有电压、电流、温度、电量、SOCstate of charge)、SOHstate of health)、SOPstate of power)、SOEstate of energy)。

SOC可以通俗理解为电池还剩下多少电量,其数值在0-100%之间,这是BMS中最重要的参数;SOH指电池的健康状态(或电池劣化程度),是当前电池的实际容量与额定容量的比值,当SOH低于80%时电池便不可用于动力环境。

告警和保护

在电池出现异常状态时,BMS可以向平台进行告警并进行保护电池并采取相应的处理措施,同时,会将异常告警信息发送至监控管理平台并生成不同等级的告警信息。

 

如,温度过热时,BMS会直接断开充放电回路,进行过热保护,并向后台发出告警。

锂电池主要会针对以下问题发出告警:

过充:单体过压、总电压过压、充电过流;

过放:单体欠压、总电压欠压、放电过流;

温度:电芯温度过高、环境温度过高、MOS温度过高、电芯温度过低、环境温度过低;

状态:水浸、碰撞、倒置等。

均衡管理

均衡管理的必要性来自于电池的生产和使用的不一致性。

从生产角度看,每块电池都有自己的生命周期和特性,没有一模一样的两块电池,由于隔膜、阴极、阳极等材料的不一致,不同电池的容量也不能完全一致。如组成一个48V/20AH电池组的各电芯,其压差、内阻等的一致性指标,均有一定范围内的差异。

从使用角度来看,在电池充放电的过程中,电化学反应的过程中是永远不可能一致的。即使是同一块电池包,也会因为温度、磕碰度不同造成电池充放量不同,从而导致电芯容量不一致。

因此,电池就需要被动均衡和主动均衡。即设定一对启动和结束均衡的阈值:比如,一组电池中,单体电压极值与这组电压平均值的差值达到50mV时启动均衡,5mV结束均衡。

通信和定位

BMS有单独的通信模块,作用分别是数据传输和电池定位,能够将感知和测量到的相关数据实时传递到运营管理平台。

 

 

 

BMS主要处理以下情况,信号采集、状态估计、能量管理、安全等。如下图:

 

 

 

 

小知识点

GBT38661

随着电动汽车市场的不断增长,电池管理系统(BMS)的重要性也越来越被人们所认识。BMS是电动汽车中的关键部件,它能够监测电池的状态,保护电池免受过度放电和过度充电,从而延长电池的使用寿命,提高电动汽车的安全性能和可靠性。

为了进一步规范电动汽车BMS的设计和制造,提高其质量和性能,中国国家标准化管理委员会制定了《电动汽车用电池管理系统技术条件》(以下简称GB/T38661-2020),该标准于2020111日正式实施。

 

 

 

 

采样类型

精度要求

总压

±1%FS

电流

±2%FS

温度

T--[-20,65],误差<=±2°C

电芯电压

±0.5%FS

 

FS:Full Scale满量程。