储能系统中的BMS技术.pdfVIP

志不强者智不达，言不信者行不果。——墨翟

储能系统中的BMS技术

1BMS功能

1)电池模拟量高精度监测功能；

2)SOC估算；

3)电池系统报警以及保护功能；

4)充、放电管理；

5)均衡功能；

6)运行参数设定功能（接入调试上位机后可进行设定）；

7)故障运行模式；

8）环流控制模式；

9）本电池管理系统能够在本地对电池系统的各项运行状态进行显示包括（接

入调试上位机后可进行设定）。

2BMS系统接线图

BMS系统接线图如下所示：

图5-1BMS系统接线图

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3BMS技术要点

3.1电池均衡技术

（1）电池系统中电池的一致性差异会造成能量的水桶效应，导致充电时，

容量最小的电池易过冲，放电时，容量最小的电池又容易过放。长期以往，容量

最小的电池易受损，导致系统容量变小，然后进入恶性循环，影响电池寿命。

（2）目前均衡电池的常用方法：电阻分流法、开关电容法、分布式均衡方

案。

（3）电阻分流法：目前应用最多的均衡技术，原理简单，易实现、成本低

廉。其原是把电压较高的电池通过一个电阻进行放电，使电池电压趋于低电压电

池，实现均衡目的。原理图如下：

图5-2电阻分流法基布原理图

（4）开关电容法：利用开关和电容的组合实现能量的相邻电池中的传递（如

图5-3所示），直到所有电池达到统一的电压。改方法损耗小，但存在以下问题

①没传感器，当出现故障时可靠性不能保证；

②只能做到电压均衡，无法做到SOC均衡；

③均衡效率低，不适用大电流充电时的快速均衡；

④相邻电池电压很小时，均衡时间将非常长。

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图5-3开关电容法原理图

（5）DC/DC变流器法：利用电子电力方法进行均衡，按结构可分为集中式

和分布式。是目前锂电池均衡研究的主要方案。

①集中式带变压器的均衡方案：通过一个多输出的变压器，将能量传递到电

压最低的电池中。一次侧和二次侧采用正激和反激结构。如图5-4、5-5所示。

优点是均衡效率高，速度快。缺点是二次绕组匹配困难，变压器漏感造成的电压

差很难补偿，不易于模块化，开关管耐压高等。

图5-4正激法图5-5反激法

②分布式均衡方案：分布式结构是在每个电池单体两端并联一个均衡电路，

属于放电式均衡，即能量通过高的电池向整个电池组或者其余某些电池放电。其

特点是易模块化，不足之处就是元器件多。分布式均衡法又可以分为变压器式隔

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离型和电感式非隔离型。

Ⅰ变压器式隔离型：反激励式最为常见，优点是效率高、开关元件的电压等

级和串联级数无关，适合于串联电池单体数较多的电池均衡。缺点是：效率不高，

有漏感问题，不易集成。原理图见图5-6。

图5-6变压器式隔离型原理图

Ⅱ电感式非隔离型：充电时，电压较高电池的充电电流通过一个电感储存能

量并分流到相邻电压较低的地池。放电时，放电电流通过这个电