光伏储能电池BMS电池管理系统软件设计

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。储能BMS均衡技术主要是指电池管理系统BMS中用于维护电池组中各个单体电池电量一致性的技术。光伏储能电池BMS电池管理系统软件设计

EMS（能量管理系统，EnergyManagementSystem）是整个系统中重要的关键部件，EMS承接BMS反馈的相关电池信息，进行及时的分析和判断，将分析的控制信息反馈至BMS，对系统的策略进行控制，EMS的控制策略对电池系统的衰减速率和循环寿命起到重要的作用，系统的循环寿命越长，所带来的经济收益自然也就越大，同时会BMS反馈回来的电池异常信息及时判断和控制，及时切断和控制异常电池，保护整个储能系统，对整个储能系统的安全性起到关键作用。PCS（储能变流器，PowerControlSystem）又称双向储能逆变器，可控制蓄电池的充电和放电过程，进行交直流的变换，在无电网情况下可以直接为交流负荷供电。PCS由DC/AC双向变流器、控制单元等构成。PCS控制器通过通讯接收后台控制指令，根据功率指令的符号及大小控制变流器对电池进行充电或放电，实现对电网有功功率及无功功率的调节。PCS控制器通过CAN接口与BMS通讯，获取电池组状态信息，可实现对电池的保护性充放电，确保电池运行安全。电摩BMS研发BMS硬件保护板的主要功能包括几个方面。

   影响单体锂离子电池SOH的副反应。对于理想的锂离子电池，在充放电过程中只考虑锂离子在正负极之间的嵌入和脱出，可以认为不存在锂离子的不可逆消耗，容量没有衰减。但实际上，锂离子电池在循环使用过程中，每时每刻都有副反应存在，伴随着活性物质不可逆消耗等，并逐渐累积，影响电池的SOH。通常造成活性物质不可逆消耗的主要因素有：正极材料的溶解；正极材料的相变化；电解液的分解；过充电；界面膜的形成；集流体的腐烛。影响动力电池组SOH的因素当单体动力电池寿命一定时，动力电池的连接方式、电池组内单体电池的数量及其不一致程度都是影响动力电池组寿命的因素。电池组在实际使用过程中，优先采用先并后串的成组方式，不仅可以提高电池组的性能可靠性，还能保证电池组的使用寿命。

    电池保护系统中的SOP管理。SOP(StateofPower)表示当前电池能够充电或者放电的阈值功率，它的精确估算可以比较大限度地提高电池的利用率。比如在加速时，可以供应阈值的功率而不伤害电池；在刹车时，可以尽量多地回收能量而不伤害电池，这样可以保证车辆在行驶过程中不会因为欠压或者过流而失去动力。精确的SOP估算非常重要，例如一组均衡较好的电池包，在处于高电量的状态时，彼此间SOC相差很小（一般小于2%）；但当SOC很低时，可能会出现某节电芯电压急速下降的情况。为了保证每一节电芯电压始终不低于过放电压，SOP必须精确地估算出下一时刻该电芯能够输出的阈值输出功率，以限制对电池的使用从而保护电池。同理，动能回收需要计算好的SOP保证电压比较高的某节电芯不会进入过充保护，也不能进入过流保护。 BMS实时采集、处理、存储电池模组运行过程中的重要信息,与外部设备如整车控制器交换信息。

    主动均衡则是通过电量转移的方式来实现均衡，这种方式效率更高、损失更小。不同厂家可能采用不同的方法，均衡电流也可能有所不同，范围通常在1～10A之间。被动均衡更适合于小容量、低串数的锂电池组应用，而主动均衡则更适用于高串数、大容量的动力型锂电池组应用。对于电池管理系统（BMS）而言，除了均衡功能外，均衡策略的制定同样至关重要。主动均衡机制采用电量转移的方式，将组内电池的总电量转移给容量较小的电池。电感式主动均衡以物理转换为基础，集成了电源开关和微型电感，实现双向均衡。它可以通过相邻电池间的电荷转移来均衡电池，无论是放电、充电还是静置状态，都可以进行均衡，且均衡效率高达92%。 BMS+EMS一体化集控单元的出现，揭示了储能管理系统从单纯的关注电池管理扩展到了整个能源系统的管理。光伏储能电池BMS电池管理系统软件设计

在电动自行车行业中，BMS主要指电动自行车电池保护板，而且主要指的是锂电池电池保护板。光伏储能电池BMS电池管理系统软件设计

电池管理系统大的方向讲，在电动汽车和混合动力汽车中必不可少，必须对电池进行检测，才能保证电池正常充放电，防止过充和过放，延长使用寿命，保证续航里程。锂电池能量密度高，电池内部化学物质活性强。当电芯出现过充、过放等非正常使用时，极有可能出现电池损坏，极端情况下，还会导致起火。因此，锂电池需要有一套监控系统，随时监控锂电池的电压，电流等参数，一旦超过事先设定的阈值，则直接关断电池主回路。电池管理系统BMS是电动车的关键要素。光伏储能电池BMS电池管理系统软件设计