电池PACKBMS电池管理系统软件设计

    目前BMS架构主要分为集中式架构和分布式架构。集中式BMS将所有电芯统一用一个BMS硬件采集，适用于电芯少的场景。集中式BMS具有成本低、结构紧凑、可靠性高的优点，一般常见于容量低、总压低、电池系统体积小的场景中，如电动工具、机器人（搬运机器人、助力机器人）、IOT智能家居（扫地机器人、电动吸尘器）、电动叉车、电动低速车（电动自行车、电动摩托、电动观光车、电动巡逻车、电动高尔夫球车等）、轻混合动力汽车。目前行业内分布式BMS的各种术语五花八门，不同的公司，不同的叫法。动力电池BMS大多是主从两层架构。储能BMS则因为电池组规模较大，多数都是三层架构，在从控、主控之上，还有一层总控。 BMS的功能模块 BMS是连接车载动力电池和电动汽车的重要纽带。电池PACKBMS电池管理系统软件设计

BMS保护板分为分口与同口保护板。保护板为了现实保护电池的功能，必须要能够主动切断电池主回路。因此，在电池包内部，电池的主回路是要经过保护板的。为了对充电和放电都能进行控制，保护板必须具有两个开关，分别控制充电和放电回路（姑且这么理解）。在同口保护板中，这两个开关串在一条线上，接到电池包外部，充电和放电都经过此线。而在分口保护板中，电池分出两根线，分别接充电开关和放电开关，再接到电池外部。之所以会出现同口和分口保护板，是为了降低成本：一般电动车锂电池包的充电电流要比放电电流小，如果两个开关串到一条线上，那么两个开关就得照着大的买。而分口的话，充电电流小，就可以用一个更小的开关。这里说的开关，其实就是MOSFET，是锂电保护板的主要成本，而且国内相关产品技术受限，重点部件需要进口。太阳能板BMS保护芯片BMS系统保护板能够延长电池的使用寿命。

相比System-side电量计，Pack-side电量计芯片直接采样电芯电压，电压更准确，有利于提高电量计量、充电以及保护精度;Pack-side采用可集成加密认证算法的电量计，综合成本更低;Pack-side电池保护板PCM电压、电流、温度校准更容易，项目开发周期更短;Pack-side电量计面对可插拔电池时RAM数据不丢失，数据更准确。电池计量芯片属数模混合信号芯片，涉及计量算法、AFE/ADC及计算电路等，关键技术体现在计量精度、管理电池串数、平台电压、功耗水平等。其中AFE自带ADC，可以进行模数转换，但需要配合嵌入式微控制器(MCU)才能实现电量计功能。

    被动均衡主要依赖于电阻放电方式，将电压较高的电池中的电量以热能的形式释放，从而为其他电池创造更多的充电时间。整个系统的电量受限于容量较小的电池。在充电过程中，锂电池通常设有一个上限保护电压值，一旦某一串电池达到此值，锂电池保护板便会切断充电回路，停止充电。被动均衡的优点在于成本低廉且电路设计相对简单，但其缺点在于只基于较低电池残余量进行均衡，无法提升残量较少的电池容量，且均衡过程中释放的热量完全浪费。 船用液冷储能柜BMS电池管理系统采用两级架构。

    电池包保护板设计中需要考虑的因素较多，如电压平台问题，锂动力电池包在使用中往往被要求很大的平台电压，所以设计锂动力电池包保护板时尽量使保护板不影响电芯的放电电压，这样对控制IC、采样电阻等元件的要求就会很高，电流采样电阻应满足高精密度，低温度系数，无感等要求。锂电池保护板的电路，B＋、B-分别是接电芯的正、负极；P＋、P-分别是保护板输出的正、负极；T为温度电阻（NTC）端口。锂电池保护板的主要功能有过充保护、过放保护、过流保护、短路保护、温度保护。 BMS被动均衡技术先于主动均衡在电动市场中应用，技术也较为成熟些。中颖电子BMS电池管理系统作用

储能BMS主动均衡和被动均衡的区别主要有能量的方式、启动均衡条件、均衡电流、成本等。电池PACKBMS电池管理系统软件设计

    造成锂电池活性物质不可逆消耗的主要因素有：1）正极材料的溶解：正极材料的溶解造成正极活性物质减少，溶解的正极材料游离到负极时会造成负极界面膜的不稳定，被破坏的界面膜再形成时会消耗锂离子，造成锂离子的减少。2）正极材料的相变化：锂离子在电极间正常脱嵌时，总会伴随着宿主结构摩尔体积的变化，结构不可逆转变，影响颗粒与电极间的电化学接触，造成容量衰减。3）电解液的分解：在锂离子电池充电过程中，电解液对含碳电极具有不稳定性，因此会发生还原反应。电解液还原消耗了电解质及其溶剂，对电池容量及循环寿命产生不良影响。4）过充电：电池在过充电时，不仅会造成负极形成锂沉淀、电解液氧化和正极氧的损失，消耗活性物质导致容量不可逆损失，还会有安全隐患。5）界面膜的形成：界面膜（SEI膜）的形成会消耗锂离子，一般发生在起初的几次充放电时。6）集流体的腐烛：锂离子电池中的集流体材料常用铝和铜，两者的腐蚀会在表面形成膜，电池内阻增大，放电效率下降，继而造成电池寿命衰减。 电池PACKBMS电池管理系统软件设计

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