电单车BMS电池管理系统云平台设计

    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。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。与之相对，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。与硬件版相比，软件版更注重算法、控制逻辑和数据处理方面的优化。在选择硬件或软件BMS保护板时，需要根据具体的应用需求和预算来做出权衡。如果是对基本功能的要求较高，且成本预算较为有限，BMS硬件保护板可能是一个不错的选择。而如果需要更高级的电池管理策略，对灵活性和升级能力有更高要求，那么软件BMS板可能更为合适。 BMS系统保护板能实现电池的平衡管理，确保多节电池电动车的每节电池在充放电过程中的压差不大。电单车BMS电池管理系统云平台设计

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。机器人BMSIC锂电池BMS保护板的过充保护:场效应管Q1、Q2可等效为两只开关，当Q1或Q2的G极电压大于1V时，开关管导通。

    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。

锂电池过充过放的本质：充电时，锂离子从正极板脱嵌，通过电解液嵌入到负极板上；放电时，锂离子从负极板上脱嵌，并经由电解液嵌入到正极板上；锂离子电池的充放电过程是锂离子在极板上的嵌入和脱嵌过程。充电时，随着锂离子的脱嵌，正极材料体积会发生一定量的收缩；放电时，随着锂离子的嵌入，正极材料体积会发生一定量的膨胀。过充时，正极晶格会产生崩塌，锂离子在负极会形成锂枝晶从而刺破隔膜，造成电池的损坏。过放时，正极材料活性变差，阻止锂离子的嵌入，电池容量急剧下降。如果发生正极材料体积过度膨胀，也会破坏电池的物理结构，造成电池的损坏。当电池放电时，如果电压低于设定的安全范围，BMS系统保护板会及时断开放电电路，防止电池过放。

BMS保护板的SOX算法估算方法。SOX包括SOC、SOE和SOP。SOC估计方法传统方法：安时积分法、开路电压法基于电池模型的方法：卡尔曼滤波法、粒子滤波算法神经网络算法：神经网络算法。SOP算法：根据电池的SOC和温度，查表确定持续充放电最大功率瞬时充放电最大功率。电芯的去极化速度，决定当前最大功率使用的频率。当SEI膜表面的Li离子堆积速度大于负极的吸收速度时候，就会发生电压下降，最大功率无法维持。因此，SOP的计算难点是峰值功率与持续功率如何过度？SOH算法:两点法计算SOH根据OCV-SOC曲线确定两个准确的SOC值，并安时累积计算这两个SOC之间的累积充入或放出电量，然后计算出电池的容量，从而得到SOH。算法有一定难度，需要大量的数据和模型，才能比较准确的估算，这里只做简要介绍。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。特种车辆BMS电池管理系统云平台

BMS系统保护板能够有效延长电池的使用寿命。电单车BMS电池管理系统云平台设计

    BMS保护板的被动均衡技术顾名思义，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。被动均衡又称为能量耗散式均衡，工作原理是在每节电芯上并联一个电阻，当某个电芯提前充满，而又需要继续给其他电芯充电时，通过电阻对电压高的电芯以热量形式释放电量，为其他电芯争取更多充电时间。由于被动均衡结构更为简单，所以使用比较广。但是被动均衡也有明显的缺点，由于结构简单制作成本低，采用电阻耗能产生热量，从而会使整个系统的效率降低。并且均衡时间短，效果不佳，一般均衡时间都在充电周期末期。此外，只能对高电压电池进行放电，无法对劣质电池进行改进。在适用场景上，被动均衡更适合于小容量、低串数的锂电池组应用，可以释放每颗电芯的储能能力，实现电量的有效利用。 电单车BMS电池管理系统云平台设计