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、可靠性高的优势,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。未来的BMS将拥有更强大的数据处理能力和更高的集成度,能够与车辆控制器、充电桩等外部设备进行更紧密的协同工作,为推动锂电池在各领域的广泛应用提供坚实的安全保护。 BMS失效会产生什么后果?平衡车BMS管理系统软件设计
在均衡策略方面,有基于电压的均衡策略,该策略以电池单体的电压作为均衡判断依据,当电池组中单体电池电压差异超过设定阈值时,启动均衡电路进行均衡,实现相对简便,但未直接考量电池的SOC情况,可能出现电压均衡而SOC不均衡的现象。基于SOC的均衡策略,则通过精确估算电池单体的SOC,依据SOC差异实施均衡。此策略能更精确反映电池实际荷电状态,实现真正的电量均衡,然而SOC估算的准确性会对均衡效果产生影响,需要更为复杂的算法与硬件支持。还有混合均衡策略,它综合结合电压和SOC两种参数进行均衡判断,多方位考虑了电池的电压和实际荷电状态,能更完善地实现电池组的均衡管理,提升均衡的准确性与速度,只是算法较为复杂,对BMS的计算能力和硬件性能要求颇高。 家用储能BMS管理系统有关BMS的未来发展趋势?
测量电池容量的理想方法是库仑计数法,即通过测量一段时间内流入和流出的电流,进而得到流入或者流出电量。SOC=总容量-(放电电流-充电电流)*时间根据电池测量系统的不同,有多种测量放电或充电电流的方法。电流分流器:分流器是一个低欧姆电阻器,用于测量电流。整个电流流经分流器并产生电压降,然后进行测量。这种方法会在电阻器上产生轻微的功率损耗。霍尔效应传感器:这种传感器通过磁场变化测量电流。它解决了电流分流器典型的功率损耗问题,但成本较高,且无法承受大电流。巨磁电阻(GMR)传感器:这种传感器用作磁场检测器,比霍尔效应传感器更灵敏(也更昂贵)。它们的精确度很高。库仑测量涉及的计算相当复杂,主要由微控制器完成。库仑计数法是一种安培小时积分法,可量化一段时间内的电量,提供动态、连续的状态更新。开路电压(OCV)通过计算电压与电量之间的直接关系,评估剩余电量。不过,库仑计数法会因传感器漂移或电池性能变化而随时间累积误差,而开路电压则也可能受到温度波动和电池老化的影响。
BMS是锂离子电池组的"大脑",对电芯(组)进行统一的监控、指挥及协调。从构成上看,电池管理系统包括电池管理芯片(BMIC)、模拟前端(AFE)、嵌入式微处理器,以及嵌入式软件等部分。BMS根据实时采集的电芯状态数据,通过特定算法来实现电池组的电压保护、温度保护、短路保护、过流保护、绝缘保护等功能,并实现电芯间的电压平衡管理和对外数据通讯。电池管理芯片(BMIC)是电源管理芯片的重要细分领域,包括充电管理芯片、电池计量芯片和电池安全芯片。充电管理芯片可将外部电源转换为适合电芯的充电电压和电流,并在充电过程中实时监测电芯的充电状态,调整充电电压、电流,确保对电芯进行安全、及时的充电。根据锂电池的特性,充电管理芯片自动进行预充、恒流充电、恒压充电,操作充电各个阶段的充电状态。 匹配电池类型(锂电/铅酸等)、电压/电流范围、均衡方式、通信协议及防护等级。
电池保护板,顾名思义锂电池保护板主要是针对可充电电池(一般指锂电池)起保护作用的集成电路板。锂电池(可充型)之所以需要保护,是由它本身特性决定的。由于锂电池本身的材料决定了它不能被过充、过放、过流、短路及超高温充放电,因此锂电池锂电组件总会跟着一块带采样电阻的保护板和一片电流保护器出现。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向高精度监测、AI智能预测、云端协同管理和多类型电池兼容(如固态电池)方向发展。两轮车BMS保护板
智能化(AI算法预测)、高集成度(芯片化)、低功耗、适配快充技术。平衡车BMS管理系统软件设计
随着新能源产业的爆发,BMS正朝着高精度、智能化与模块化方向演进。硬件层面,碳化硅(SiC)MOSFET的普及将提升BMS的开关效率(损耗降低50%以上)与高温耐受性(工作温度可达200°C);无线BMS技术(如德州仪器的无线AFE芯片)通过ZigBee或蓝牙Mesh取代传统线束,可减少30%的布线与连接器成本,尤其适用于可穿戴设备与模块化储能系统。软件算法的革新更为深远:基于深度学习的寿命预测模型(如LSTM神经网络)能提早300次循环预警电池失效;数字孪生技术通过虚拟电池模型实时模仿物理电池状态,为BMS决策提供多维度参考。标准化与法规也在推动行业变革——、欧盟新电池法(要求2030年电池碳足迹降低40%)等,迫使BMS增加回收溯源功能与低碳操作策略。可以预见,未来BMS将不仅是电池的“监护仪”,更是能源系统的“智能大脑”,在车网互动(V2G)、虚拟电厂等新兴场景中扮演中心角色。 平衡车BMS管理系统软件设计