电池管理系统(BMS)的来龙去脉

时间:2023-05-30

电池管理系统或 BMS 是专用于监督电池组的硬件和软件技术的集合,电池组本身是组合成模块并电气组织成行和列矩阵配置的电池组件。电池管理之所以如此具有挑战性,是因为电池组可能包含成百上千个电池。这些电池需要根据预期的负载场景和环境条件在预定的持续时间内提供特定范围的电压和电流。

图 1相邻电池之间的不匹配通常会在尝试为电池组充电时产生问题。资料

为了确保电池能够在这些不同的场景下运行,BMS 将监控电池以检测条件何时可能发生变化,在恶劣环境中为电池提供保护,估计电池的运行状态,优化电池在变化条件下的性能,向其他相关设备电池的运行状态,并与外界进行通信。,它可以记录事件数据,以便在未来的迭代中改进电池行为、性能和安全性。

例如,想想电动汽车中的电池。在车辆上路之前,它被置于许多不同的环境中,需要能够启动和运行。车辆可能会被开进山区,在冰点以下的温度下过夜。或者,它可能在家庭公路旅行期间,在酷热的条件下在南加州的道路上行驶数小时。在任何一种情况下,电池都必须保持在适度温度区,以获得性能和寿命。


BMS 的主要优势包括功能安全和性能。首先,让我们讨论一下安全性。在大型电池组运行中,需要管理致命的电流和电压水平,以确保在面对不利的运行环境时保持电池组的完整性。在我们上面分享的 EV 示例中,如果车辆因与车辆断开连接而发生碰撞,BMS 对于管理电池(和驾驶员)的安全也至关重要。

在性能方面,每个电池都需要保持相对良好的状态;电池不能过度充电或过度放电,因为这会影响电池组的寿命。由于制造不一致,即使在同一家工厂生产,电池组中的电池也不完全相同。

虽然这些差异初很小,但随着电池的运行,如果管理不当,它会在短时间内急剧降低自身容量。当某些电池变弱时,它们会在过度充电时在电池组中产生“热点”。电池管理系统就像一个监督委员会来防止这种情况发生。


图 2 BMS 监控每个电池并利用晶体管开关和与每个电池并联的适当大小的放电电阻器。资料

总体而言,电池组保护管理可确保电池免受过度使用和快速充电和放电循环的影响,这意味着系统更加稳定,并可能提供更多年的服务。


电池管理系统,就像电池本身一样,可以很简单也可以很复杂,这取决于它们的使用方式以及保护和优化电池所需的不同方式。

虽然对 BMS 进行分类的方法有很多,但在本文中,我们将根据它们的安装方式以及在电池组中的电池或模块上的运行方式对其进行分类。

上一篇:使用 LTspice 和负电压发生器探索负电压
下一篇:如何使用单电源供电的NRZ到AMI转换器

免责声明: 凡注明来源本网的所有作品,均为本网合法拥有版权或有权使用的作品,欢迎转载,注明出处。非本网作品均来自互联网,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。

相关技术资料