家庭储能BMS电池管理系统软件设计

    在储能系统中，BMS（电池管理系统，BatteryManagementSystem）对电池的基本参数进行测量，包括电压、电流、温度等，同时根据系统中的控制策略，控制电池的电压及电流，同时根据电池的温度做出不同的策略调整，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命。除了监控电池的基本信息以外，BMS还需要根据采集到电池的相关信息，根据系统的算法，计算分析电池的SOC（电池剩余容量）和SOH（电池健康状态），评估当前系统的剩余电量、使用寿命以及剩余使用寿命预测，对存在异常的电池及时管理（切断、限流等）并上报至系统，保证电池的安全性及可靠性；在工商业储能领域，BMS不仅可以确保设备的稳定运行，还可以在电力需求高峰时提供额外的电力，帮助企业节省成本。 BMS保护板分为分口与同口保护板。家庭储能BMS电池管理系统软件设计

    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。锂电池保护板的电路，B＋、B-分别是接电芯的正、负极；P＋、P-分别是保护板输出的正、负极；T为温度电阻（NTC）端口。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。 光伏板BMS管理系统电池管理系统（BMS）的主要职责包括监控、保护和优化电池性能。

    主动均衡技术主动均衡又称非能量耗散式均衡，其原理在充电和放电循环期间，是将能量高的电芯内的能量转移到能量低的电芯中去，使得电池PACK内的电荷得到重新分配，从而缩短充电时间，延长放电使用时间。在适用场景上，主动均衡更加适用于大容量、高串数的锂电池组应用。BMS被动均衡技术先于主动均衡在电动市场中应用，技术也较为成熟些。主动均衡则较为复杂，变压器方案的设计以及开关矩阵的设计无疑会使成本增加明显。但主动均衡相比采用能量传递分配的原则，因而能量利用率相比被动均衡更高。在实际应用中，主动均衡技术也被普遍认为更为高效和合理。例如，科列自主研发的双向DC-DC主动均衡芯片，它采用了先进的智能算法，能够快速有效地补偿电池组产生的差异，确保电池一致性，延长电池组的使用寿命和平均无故障时间。

    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、可靠性高的优点，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。 BMS保护板的被动均衡就是将单体电池中容量稍多的个体消耗掉，实现整体的均衡。

    SOC的重要性是防止电池损坏：通过将SOC保持在20%至80%之间，电动汽车BMS可防止电池过度磨损，延长SOH、容量和运行寿命。BMS还依靠准确的SOC读数来降低电池单元因完全充电和深度放电而受损的风险。性能优化：电动汽车电池在特定的SOC范围内运行时可实现较好性能。尽管根据电池化学成分和设计的不同，这些范围也会有所不同，但大多数电动汽车电池都能在20%至80%SOC范围内实现高效的电力传输和强劲的加速性能。估算行驶里程：SOC直接影响电动汽车的行驶里程，这对有效和安全的行程规划至关重要。优化能效：精确的SOC测量可较大限度地减少能源浪费，同时较大限度地利用再生制动延长行驶里程。确保充电安全：BMS利用SOC读数来调节电动汽车电池的充电速率，采用涓流充电和受控快速充电等技术来保护电池寿命。它还能在动态充电曲线的引导下，确保单个电池的均衡充电，从而优化调整电流和电压，保持电池健康并防止过度充电。 软件保护板BMS则采用嵌入式软件实现电池管理系统的一种方式。高科技BMS电池管理系统

BMS和EMS的整合将使储能系统能够更好地处理复杂的数据源和庞大的数据管理需求。家庭储能BMS电池管理系统软件设计

储能BMS厂商一般从动力电池BMS发展而来，因此，很多设计和名词有历史沿革比如动力电池里一般分为BMU（BatteryMonitorUnit）和BCU（BatteryControlUnit）前者采集，后者控制。因为电芯是一个电化学的过程，多个电芯组成一个电池，由于每个电芯特性，无论制造多精密，随使用时间，环境，各个电芯都会存在误差与不一致的地方，故电池管理系统，就是通过有限的参数，去评估当前电池的状态，有点像中医看病，通过表征，看你得了啥病，不是西医，需要一些理化分析，人体的理化分析就像电池的电化学特性，可以通过大型试验仪器去测量，但是嵌入式系统很难去评估电化学的一些指标，故BMS就是一个老中医。家庭储能BMS电池管理系统软件设计