關(guān)于動(dòng)力鋰離子電池管理系統(tǒng)的工作原理以及功能解析

人類社會(huì)的進(jìn)步離不開社會(huì)上各行各業(yè)的努力，各種各樣的電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代離不開我們的設(shè)計(jì)者的努力，其實(shí)很多人并不會(huì)去了解電子產(chǎn)品的組成，比如動(dòng)力鋰離子電池管理系統(tǒng)。鋰離子電池管理系統(tǒng)(BMS)通過檢測(cè)動(dòng)力鋰電池組中每個(gè)單體電池的狀態(tài)來確定整個(gè)電池系統(tǒng)的狀態(tài)，并根據(jù)其動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的控制調(diào)整和策略執(zhí)行地位。動(dòng)力鋰離子電池系統(tǒng)及各單體的充放電管理，確保動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

動(dòng)力鋰離子電池BMS電池管理系統(tǒng)，是電動(dòng)汽車動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)的重要組成。它一方面檢測(cè)收集并初步計(jì)算電池實(shí)時(shí)狀態(tài)參數(shù)，并根據(jù)檢測(cè)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(bào)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。鋰離子電池管理系統(tǒng)，不同電芯類型，對(duì)管理系統(tǒng)的要求往往并不相同。

典型的鋰離子電池管理系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要分為兩個(gè)主要部分：主控制模塊和從控制模塊。具體而言，它由中央處理單元(主控制模塊)，數(shù)據(jù)獲取模塊，數(shù)據(jù)檢測(cè)模塊，顯示單元模塊和控制組件(保險(xiǎn)絲設(shè)備，繼電器)等組成。通常，數(shù)據(jù)信息通信模塊之間的連接是通過使用內(nèi)部CAN總線技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。

下面討論動(dòng)力鋰電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，以實(shí)現(xiàn)鋰電池動(dòng)力電池組的過充保護(hù)，過放保護(hù)，過流保護(hù)和均衡充電的功能。

1.1過充電保護(hù)

對(duì)于鋰離子電池，充電后單個(gè)電池的最大電壓不得超過規(guī)定值，否則電池中的電解質(zhì)會(huì)分解，導(dǎo)致溫度升高并產(chǎn)生氣體，從而縮短電池的使用壽命，并且甚至在嚴(yán)重的情況下也可能引起爆炸。因此，保護(hù)電路必須確保絕對(duì)不會(huì)過度充電，并且必須監(jiān)視電池組中每個(gè)電池的端電壓。當(dāng)電池電壓超過設(shè)定值時(shí)，過充電保護(hù)功能被激活，保護(hù)電路切斷充電電路，停止充電。當(dāng)電池電壓恢復(fù)到允許電壓并釋放過充電鎖定模式時(shí)，可以停止保護(hù)。不同材料的鋰離子電池的保護(hù)電壓和釋放電壓具有不同的規(guī)定值。

1.2過放電保護(hù)

鋰離子電池過度放電也會(huì)縮短其使用壽命，并且對(duì)電池的損壞通常是不可逆的。為了防止鋰離子電池的過放電，當(dāng)鋰離子電池的電壓低于其過放電電壓檢測(cè)點(diǎn)時(shí)，將激活過放電保護(hù)，停止放電，并進(jìn)行放電。電池處于低靜態(tài)電流的待機(jī)模式。參數(shù)設(shè)置與過放電電壓檢測(cè)點(diǎn)相似。充電保護(hù)。

1.3過電流/短路保護(hù)

鋰離子電池的最大放電電流有一定的限制。放電電流過大也會(huì)對(duì)鋰電池造成不可逆轉(zhuǎn)的損壞，并影響其使用壽命。短路保護(hù)的功能實(shí)際上是過電流保護(hù)的擴(kuò)展。如果由于外部短路或其他原因引起大電流放電，應(yīng)立即停止放電，否則可能嚴(yán)重?fù)p壞鋰電池本身和外部設(shè)備。

1.4電池電量平衡

動(dòng)力鋰離子電池通常需要幾串，幾十串，甚至數(shù)百串或更多。在生產(chǎn)過程中，從薄膜開始到制成成品，電池必須經(jīng)歷許多過程。即使經(jīng)過嚴(yán)格的檢查程序，每組電源的電池電壓，電阻和容量都是相同的，但是在使用一段時(shí)間后，電池的內(nèi)阻，電壓，容量和其他參數(shù)會(huì)發(fā)生波動(dòng)，從而形成狀態(tài)不一致，并且將以一種或另一種方式存在差異。當(dāng)電池組充滿電或放電時(shí)，這種差異反映在串聯(lián)連接的電池單元之間的不同電壓上。在這種情況下，在電池組的充電過程中，電壓過高的電池單元會(huì)及早觸發(fā)電池組的過充電保護(hù)，而在放電過程中電壓低的電池單元會(huì)引起電池組的過放電保護(hù)，因此使整個(gè)電池組的容量大大降低。

本文只能帶領(lǐng)大家對(duì)動(dòng)力鋰離子電池管理系統(tǒng)有了初步的了解，對(duì)大家入門會(huì)有一定的幫助，同時(shí)需要不斷總結(jié)，這樣才能提高專業(yè)技能，也歡迎大家來討論文章的一些知識(shí)點(diǎn)。