什么是BMS鋰電池管理系統(tǒng)，工作原理是什么

來源：存能電氣  日期：2019-03-20 09:12  瀏覽量：次

　　什么是BMS鋰電池管理系統(tǒng)，工作原理是什么？鋰電池BMS管理系統(tǒng)就不像有些電池生產(chǎn)企業(yè)說的那樣可有可無，而是必須要有。鋰電池管理系統(tǒng)可以保障動力鋰電池組的使用安全，是鋰動力電池管理系統(tǒng)的首要任務。

　　什么是BMS鋰電池管理系統(tǒng)？

　　電池管理系統(tǒng)BMS，是電動汽車動力電池系統(tǒng)的重要組成。它一方面檢測收集并初步計算電池實時狀態(tài)參數(shù)，并根據(jù)檢測值與允許值的比較關(guān)系控制供電回路的通斷；另一方面，將采集的關(guān)鍵數(shù)據(jù)上報給整車控制器，并接收控制器的指令，與車輛上的其他系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作。鋰電池管理系統(tǒng)，不同電芯類型，對管理系統(tǒng)的要求往往并不一樣。

　　BMS動力鋰電池管理系統(tǒng)的原理：

　　鋰電池管理系統(tǒng)（BMS），通過檢測動力電池組中各單體電池的狀態(tài)來確定整個電池系統(tǒng)的狀態(tài)，并根據(jù)它們的狀態(tài)對動力電池系統(tǒng)進行對應的控制調(diào)整和策略實施，實現(xiàn)對動力鋰電池系統(tǒng)及各單體的充放電管理以保證動力電池系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運行。

　　典型鋰電池管理系統(tǒng)拓撲圖結(jié)構(gòu)主要分為主控模塊和從控模塊兩大塊。具體來說，由中央處理單元（主控模塊）、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)檢測模塊、顯示單元模塊、控制部件（熔斷裝置、繼電器）等構(gòu)成。一般通過采用內(nèi)部CAN總線技術(shù)實現(xiàn)模塊之間的數(shù)據(jù)信息通訊。

　　基于各個模塊的功能，BMS能實時檢測動力鋰電池的電壓、電流、溫度等參數(shù)，實現(xiàn)對動力電池進行熱管理、均衡管理、高壓及絕緣檢測等，并且能夠計算動力電池剩余容量、充放電功率以及SOC&SOH狀態(tài)。

　　為什么鋰電池需要BMS管理系統(tǒng)?

　　鋰電池存在安全性差，時有發(fā)生爆炸等缺陷。尤其是鈷酸鋰為正極材料的鋰電池不能大電流放電，安全性較差。此外，幾乎所有種類的鋰電池過度充電或過度放電都會引起電芯不可逆轉(zhuǎn)的損傷。鋰電池對溫度也極為敏感：如果在溫度過高的狀況下使用，可能引起電解液分解、燃燒甚至爆炸;溫度過低將導致鋰電池的各項性能明顯惡化，影響設(shè)備的正常使用。

　　由于鋰電池制作工藝的限制，每個電池單元的內(nèi)阻、容量等均會存在差異。當多個電池單元串聯(lián)使用時，會引起各個電芯的充放電速率不一致，這導致了電池容量的利用率低下。鑒于此，鋰電池在實際使用過程中通常需要專門的保護系統(tǒng)來監(jiān)控電池的健康狀態(tài)，從而管理鋰電池的使用過程。

　　鋰電池管理系統(tǒng)能有效的對鋰電池組進行有效的監(jiān)控、保護、能量均衡和故障警報，進而提高整個動力電池組的工作效率和使用壽命。鋰電池由于其工作電壓高、體積小、質(zhì)量輕、能量密度大、無記憶效應、無污染、自放電小、循環(huán)壽命長等眾多優(yōu)點而被廣泛使用在各種精密設(shè)備上。

　　盡管鋰電池比其他種類的電池有更多的優(yōu)點，但鋰電池處于嚴重過充電狀態(tài)下還存在爆炸的危險，造成鋰電池組損壞的同時還對使用者的人生安全造成威脅。因此，必須為鋰電池組配備一套具有針對性的鋰電池管理系統(tǒng)BMS從而對電池組進行有效的監(jiān)控、保護、能量均衡和故障警報，進而提高整個鋰電池工作效率和使用壽命。

　　鋰電池BMS管理系統(tǒng)有如下特點：

　　●鋰電池管理系統(tǒng)由管理主機（CPU）、電壓與溫度采集模塊、電流采集模塊和通信接口模塊組成。

　　●可檢測并顯示鋰電池組的總電壓、總電流、儲備電量；任一單體電池的電壓和電池箱的溫度；最高和最低單體電池電壓及電池編號、最高和最低溫度、電池組的充放電量。

　　●UPS電池主機還提供報警和控制輸出接口，對過壓、欠壓、高溫、低溫、過流、短路等極限情況進行報警和控制輸出。

　　●提供RS232和CAN總線接口，可在計算機上直接讀取鋰電池管理系統(tǒng)上的所有信息。

　　鋰電池管理系統(tǒng)的主要目的就是保證電池系統(tǒng)的設(shè)計性能，從安全性、耐久性、動力性三個方面提供作用。安全性方面，即BMS管理系統(tǒng)能保護電池單體或電池組免受損壞，防止出現(xiàn)安全事故。耐久性方面，即使鋰電池工作在可靠的安全區(qū)域內(nèi)，延長電池的使用壽命。動力性方面，即要將鋰電池的工作狀態(tài)在維持在滿足車輛要求的情況下。

　　好的鋰電池管理系統(tǒng)擁有溫度感應器，能監(jiān)測到單個電池組的電壓，并在電池組封裝前檢測出性能低下的電池。優(yōu)秀的BMS同樣可以檢測鋰電池組的濕度從而避免事故的發(fā)生。