锂电池BMS介绍

BMS简介

BMS就是电池管理系统，英文Battery Management System的缩写，BMS的作用主要是电池的安全保障，同时延长电池的使用寿命。规定所有的锂电池必须安装有BMS系统才能使用。


 

BMS基本功能

锂电池的基本功能主要是五大功能：测量，保护，控制，电量SOC和通信。

1.测量功能

测试电池的电压，温度，和充放电电流，为后面的保护、控制和SOC等提供相关的基础数据。其测量的准确性和精度直接决定整个系统的好坏。

  2.保护功能

健全的BMS一般有六大基本保护功能，分别如下：

   a.过压保护（OV），也叫过充保护

充电时，电池组任意一串电池电压出现过充，电池系统就会发生过充保护，关闭充电，确保电池安全。

   b.欠压保护（UV），也叫过放保护

放电时，电池组任意一串电池电压出现过放，电池系统就会发生过放保护，关闭放电，延长电池寿命。

   c.过流保护（OC）

充电或放电时，电流超过系统的设定值，电池系统就会关闭充电或放电，以免损坏电池。

   d.短路保护（SC）

充电或放电时，电池正负极发生短路时，电池电流瞬间很大，电池系统会关闭充电或放电，以免损坏电池。

   e.高温保护（OT）

当电池温度超过电池工作最高温度范围时，系统会主动关闭充电或放电，确保电池安全。

   f.低温保护（UT）

当电池温度超过电池工作最低温度范围时，系统会主动关闭充电或放电，以免损坏电池。

  3.控制功能

控制功能主要是指充电和放电控制，电量均衡功能。

充电/放电控制是指一旦发生保护，就关断充电或放电开关的控制，电路上是开启或关闭功率器件MOS的控制功能。

电量均衡分为被动均衡和主动均衡，现成熟的技术一般是被动均衡，通过电阻放电调节不同串电压的功能。通俗的说法是把电压高的放掉一点，电压低的补充一点。均衡一般的策略是充电均衡。

电池的一致性主要是靠电芯的一致性来实现，均衡的电流很小，一般为10~50mA左右，只是调节电池的自放电的差异，要想把一致性很差的电池均衡到一致是很难实现的。

  4.电量SOC

电量SOC一般就是指剩余电量百分比，SOC提醒用户用电续航情况。SOC的策略很多，比较成熟的技术是安时积分法，安时积分加电压修正法，卡尔曼滤波法等。

SOC的算法一般要结合电池本身的特性来调整，因为不同电池的充电和放电曲线有一定的差异，另外不同温度，不同放电倍率也有较大差异，还有内阻的差异等。

  5.通信功能

通信是把采集到的电池信息通过通信接口传递给主机。主要的通信接口主要为有线接口，分别是UART/RS232/RS485/CAN等，其中RS485和CAN由于采用的是差分传输，传输距离远，且可靠性高，是应用的最普遍的。

随着移动互联网的普及，无线接口也开始应用的越来越普遍，比如蓝牙，GPRS/4G/5G也越来越多的应用到锂电池系统。