锂离子电池管理系统

开垦者

在锂离子电池的使用中，避免其寿命缩短、损毁，甚至引发安全问题是至关重要的。这些问题往往源于电池的滥用，而电池管理系统（BMS）正是为解决这些问题而设计的。



一款宁德时代的电池管理系统主板
BMS的主要职责是确保电池内部的单体电池均在自身安全工作区域内运行，特别是对于由多个单体电池串联组成的大规模电池组更是如此。

锂离子电池相对于其他化学电池更不能容忍滥用，而大规模电池组更易因内部单体电池电压不均衡而导致过充及过放，这是锂离子电池的主要安全隐患。

电池管理系统的定义广泛，它可以是任何以某种方式对电池进行管理和控制的产品或技术。

这包括电压管理系统（VMS）和电路保护模块（PCM）。电池管理系统的主要功能包括电池监控、电池保护、电池状态估计、电池性能最大化，以及向用户或外部设备提供反馈。
为保障锂离子电池的使用安全，BMS至少需要满足以下功能：1、防止电压越限：BMS会在任何锂离子单体电池电压超出安全范围时，主动停止充电或反馈停止充电信息。2、防止温度越限：对于容易产生热失控的电池，BMS会通过停止电流或启动冷却装置来控制温度。3、防止电压过低：当单体电池电压过低时，BMS会反馈停止运行信息或断开负载。4、控制充电电流：根据电池的电压、温度及前一时刻的电流水平，BMS会调整充电电流以防越限。


5、控制放电电流：类似地，BMS也会控制放电电流以防越限。


在锂离子电池充电过程中，BMS的作用尤为关键。当任意一个单体电池达到最大充电电压时，BMS必须切断充电器。

通过均衡电池组的电压，BMS可以最大化电池组的整体容量。这通常通过先移除充电最快的单体电池的充电装置实现，以便其他电池继续充电。

当该单体电池电压足够低时再恢复充电，通过这种方式循环多次，使所有单体电池达到相同电压水平，即达到满充状态。

在选择电池管理系统时，可以根据需求决定是选择定制的BMS还是非定制的BMS。

特殊的需求，如知识产权或严格的技术参数，可能需要定制的电池管理系统。而市售的电池管理系统则更适合那些寻求较少的时间、资金和资源度氲钠笠怠�



定制系统更多地被大型汽车制造商、大型电子公司、准备被收购的公司或希望获取学习经验的业余爱好者所采用。而非定制系统则更适合小到中型专用车辆生产商、设计服务公司、车辆集成商等。

某些单体电池生产商会提供与电池配套的BMS，但这并不总是意味着它们是定制的。在进行电池管理系统设计之前，需要谨慎考虑设计自己的电池管理系统的优缺点，以避免在设计过程中遇到意想不到的复杂性和挑战。