中颖电子BMS软件设计

    电池保护板，顾名思义锂电池保护板主要是针对可充电（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险器出现。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。 硬件BMS保护板指的是完全基于硬件实现的电池管理系统，其设计注重电路和传感器等硬件组件的整合。中颖电子BMS软件设计

    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，调整控制充电电压、电流，确保对电芯进行安全、高效的充电。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，有效控制充电各个阶段的充电状态。 换电柜BMS保护IC通过平衡管理，BMS系统保护板能够确保电池组内各节电池的压差不大，从而提高整个电池组的充放电性能。

    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，具体区别如下：能量的方式：主动均衡-主动采用储能器件，将荷载较多能量的电芯部分能量转移到能量较少的电芯上，是能量的转移。被动均衡运用电阻，将高荷电电量电芯的能量消耗掉，减少不同电芯之间差距，是能量的消耗。启动均衡条件：只要压差大于设定值便开始启动主动均衡，均衡时间一般是24小时都在工作。在电池快接近充满的电压下才启动被动放电均衡，均衡时间一般就几个小时。均衡电流：主动均衡电流可达1-10A,充放电过程均可实现，均衡效果明显。被动均衡电流35mA-200mA不等，均衡电流越大，发热越严重。成本：主动均衡电路复杂，故障率高，成本高。被动均衡软硬件实现简单，成本低。随着电芯制造工艺不断提升，电芯间的一致性越来越高。出于电路结构和成本考虑，被动均衡的策略仍然是市场的主流选择。

电池计量芯片(电量计IC)主要用来采集电芯电压、温度、电流等信息，通过库仑积分和电池建模等方式计算电池电量、健康度等信息，并通过I2C/SMBUS/HDQ等通信端口与外部主机通信。电量计IC与电池保护IC既可分立，也可集成。一级保护IC可以控制充、放电MOSFET，保护动作是可恢复的，即当发生过充、过放、过流、短路等安全事件时就会断开相应的充放电开关，安全事件解除后就会重新恢复闭合开关，电池可以继续使用。硬件、算法和固件是电量计芯片的三大关键要素，硬件用来实现高精度采样和低功耗运行;算法用来对电池进行建模;固件用来实现算法编程，计算输出容量信息。在选择电量计芯片时，通常需要考虑到电芯化学类型、电芯串联数目、通信接口、电量计放在电池包内(Pack-side)还是放在系统板上(System-side)、电量计算法、是否集成电池保护均衡等功能、支持充放电电流大小，以及存储介质和封装形式等。大力推广智能电池管理系统BMS，可以提前预警潜在问题，提高电池的使用寿命并可以降低事故发生几率。

    基于模型的方法估算电池SOC，包括电化学阻抗频谱法(EIS)和等效电路模型(ECM)，通过模拟电池的电化学反应和电气行为来进行深入的SOC分析。这些方法可评估内阻、容量和其他关键参数，从而多方面了解各种运行条件下的SOC。卡尔曼滤波是另一种流行的基于模型的技术，它能整合来自多个传感器的数据，即使在动态环境中也能精确估算SOC。然而，卡尔曼滤波法的准确性容易受到传感器漂移、极端温度变化和电池行为变化等外部因素的影响。大多数电动汽车使用不同的技术组合来准确测量SOC。库仑计数和OCV快速获得基本数据，而EIS、ECM和卡尔曼滤波则提供更详细和更精确的信息。此外，神经网络，人工智能的应用也在不断的提高SOC的准确性。 BMS系统保护板能够延长电池的使用寿命。高科技BMS方案定制

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。中颖电子BMS软件设计

    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。 中颖电子BMS软件设计