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    BMS系统

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    Battery Management System / BMS——

    电池 & 管理 & 系统,合称电池管理系统。

    BMS系统

    简单如单细胞中的草履虫,也不可能缺少生命活动所需能量的提供者—线粒体,但为了实现除运动、繁殖、进食之外的、复杂的功能活动,统筹规划的中央核心也将随之进化而生。从燃油车到新能源的跃进,BMS的诞生同样也是不可或缺。

    人之于“心脏与大脑”,等同为——汽车之于“动力电池与电池管理系统”。阅读下文,将快速帮助你构建一个对BMS管理系统的知识框架。

     

    指标

    动力电池荷电状态,  State of Charge简称SoC

    动力电池健康状态,  State of Health简称SoH

    动力电池安全状态,  State of Security简称SoS

    动力电池功能状态,  State of Function简称SoF

    动力电池功率状态,  State of Power 简称SoP

    电池包放电深度,   Depth of Discharge简称DoD

    电池剩余能量,    State of Energy简称SoE

    充电电流上限,    Charging Current Limit简称CCL

    放电电流上限,    Discharging Current Limit简称DCL.


    概念

    电池管理系统是新能源汽车储能动力单元的管理中央。

    从单体电芯组装成电池模组,电池模组再组装成电池包,BMS对串并联方式的管理,以及对电流、电压、功率等电芯参数的监测,更好地实现电池包与整车车辆衔接。同时对SoCSoHSoSSoF等指标的科学计算,更好的帮助新能源汽车的充电,以及发生危险前及时发出预警。

     

    功能与目标

    通过状态的感知、均衡的管理,更好地提升充放效率、循环寿命、续航里程,实现安全性、可靠性、节能性、经济性的综合进步。

    架构

    依托于电池构成电池簇、电池簇构成电堆的三层架构,BMS建立如下结构——

    BMS系统

    BMS系统

    从控:单体电芯管理单元采集电压、电流、温度等信息通过CAN总线与主控进行通信

    主控:电池簇管理单元负责收集从控信息,SoC等指标进行初步计算并通过CAN总线与总控进行通信

    总控:电池管理单元集中管理整个储能系统负责收集主控信息,对数据进行计算、存储、显示等选择,根据结果作安全保护、充电管理、热管理等操作。

     

     

    分类

    》分布式BMS

    BMS系统 BMS系统

    CMU对单体电芯实行监控,将其电压、电流、温度等数据,通过CAN总线传递给主控单元。

     

    》集中式BMS

    BMS系统 BMS系统

    AFE芯片采集温度等相关数据,经过处理之后,直接将信号传递给主控单元,不再需要通过CAN总线传递数据。

     

    管理

    BMS系统

    BMS系统 

    主要管理对象

     

    Ø 充电管理

    充电时——采集电芯数据,包括电压、电流、温度等;处理计算数据,根据科学公式,计算得到SoC/SoP/SoH/SoS等指标;灵活选择充电方式,根据自身情况选择快充、慢充以及预约充电。

    BMS系统 BMS系统

     

    Ø 热管理

    对于低温环境,通过在电池模组周边加装PTC材料,或者在液冷系统上增加液热功能,保障加热的安全性;对于高温环境,采取风冷/水冷/直冷等手段,实现热量的转移或传递。

    无论是低温还是高温,BMS中的热管理都是限制电池工作在一个合理的温度区间,以确保电池正常的工作运行。

     

    Ø 安全管理

    主要包括系统自检、故障诊断以及报警等保护手段。出现异常时,电池管理中的安全管理首先做的是自行解决与限制,当无法解决时则发出响铃或做出其他提示手段。

     

    Ø 均衡管理

    电池包由许多个单体电芯串联+并联组成。由于制作工艺天生的差异性,电芯充放电时电压/电流/功率是不一致的。放任这种不一致性,随时间的推移,可能造成电池包的恶化,进而整个储能系统瘫痪。

    而电池管理中的均衡管理,则是通过主动或被动等手段,将多余电量释放或转移。总之,均衡管理通过干预,降低电芯不一致的影响。

    BMS系统 

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