电池管理系统设计要点.pdf

电池管理系统的设计要点 摘要：本文旨在论述如何去正确地设计一个符合科学理念的有效实用的动力电池管理系统，以提高电池的 使用安全性、使用寿命和使用效率，降低使用成本。着重论述：1）动力电池管理系统(BMS)的数据采集；2）动 力电池管理系统应该具备的一些功能，以及为实现这些功能所采用的技术； 3）各种电池管理系统工作原理、均 衡效果和优缺点。本文最后提出了既符合科学理念又能满足使用要求的电池管理系统，应该具备的基本内容。 关键词：电池管理系统，电池内阻，电压电流测量，电池均衡 Abstract：The purpose of this paper is to discuss how to design a cost-effective and practical battery management system (BMS) in line with scientific concept to improve the quality and efficiency of the battery pack. The contents of the paper are mainly as following:.1）The data collection of Battery Management System(BMS), 2) Basic functions that the Battery Management System should have and the technologies adopted correspondingly, 3) The basic characteristics of EMS that can fully meet the requirements of operation are introduced. Keywords：Battery management system, battery equalizing theory, battery characteristics. 一、前言 作为储电工具的蓄电池，即通常人们所说的二次电池，无论是使用历史最悠 久、应用最广泛的铅酸电池，还是近十几年才发展起来的更具有发展空间的高性 能锂离子电池，在使用中最怕的就是过充电和过放电。一旦过充、过放电，电池 就要损坏，容量降低，寿命减少。严重的情况下，还会发生爆裂和起火燃烧。尤 其是锂离子电池，通常所发生的爆燃现象，基本上都是由于电池过充、过放电所 引起来的。 因此，蓄电池在使用中，那怕是一节电池，都要进行电池管理，都要配置电 池管理系统。这是保障电池使用安全、使用性能和使用寿命的必不可少的措施！ 蓄电池在成组使用时，更容易发生过充、过放电的现象，其根源都在于电池 的一致性误差所引起来的。蓄电池组中的单体电池，由于电池的制造和使用条件 的不同，其使用特性是存在差异的。亦即电池的电压、容量、内阻和自放电率， 在不同温度、不同充放电倍率、不同荷电状态、不同使用历程等的使用条件下， 是各有差异的。而这些差异，如果在充、放电过程中没有得到应有的控制，将进 一步加大，导致部分电池发生过充、过放电现象，造成电池容量和寿命的急剧下 降，最终引起事故的发生。这是蓄电池在使用中出现的难题！ 为此，近十几年来，国内外的许多专家学者，广大蓄电池的制造者和使用者， 都大力开展了旨在解决电池一致性误差所带来危害的研究，开发出了各种各样的 电池管理系统(BMS)。至今为止，笔者所见到的国内外电池管理系统(BMS)，一般 都具有高低压、高低温、和过流短路等多项常规保护功能和储备电量的测量功能， 有许多电池管理系统(BMS)还具有所谓电池的均衡功能。但是，从实际的使用效 果看，很少有令人满意的电池管理系统(BMS)。这并不是由于电子技术存在问题， 而是由于对电池管理系统(BMS)的理念和电池管理策略存在问题。 应该怎样去管理电池呢？这是多年来大家所关心的问题。目前电动车搞得那 么红红火火，可电池还是那么不够耐用，寿命短，使用成本高，而且稍不小心还 会发生事故，甚至发生着火爆炸。应该怎样去解决这些向题呢？显然，提高电池 的质量是关键，但是，正确地去设计一个合乎科学理念而又实用有效的电池管理 系统(BMS)，也是必不可少的。不然的话，即使有很好的电池，电池还会照样损 坯。 二、电池管理系统(BMS)的数据采集 电池的电压(V)、电池的容量(C)、电池的内阻(R)是表征电池特性的主要参 数，影响电池参