欢迎进入安徽特凯贝电子科技有限公司官方网站! 设为首页 | 加入收藏 | 联系我们
 
您当前的位置:首页 >> 新闻中心 >> 公司动态

新闻中心

 
浅析锂电池保护板(BMS)系统设计思路(一)
2017-05-11 14:28:19 浏览次数:1518

浅析锂电池保护板(BMS)系统设计思路(一)
什么是BMS?
首先必须弄懂一个定义,什么是BMS?

BMS其实就是BATTERY MANAGEMENT SYSTEM的缩写,中文名字叫电池管理系统,顾名思义,是专门用来进行锂电池运行管理的模块,对象是锂电池。

对于一般的终端用户而言,锂电池保护板其实并不存在,或者说,他们并不知道正在自己使用的产品中还有这么一个东西。比如说电动车,100%的用户都知道电动车上面有电池,因为电池提供了能源,但我敢保证,最多有1%的用户知道还有锂电池保护板这个东西的存在。

BMS的存在感之所以如此低,完全是因为它并不能和用户产生直接的交流,也并不能与用户发生频繁的交互,就算是偶尔产生了一些数据,不过这些数据也是通过某些仪表盘传递给用户观测,当用户看见仪表盘上的红灯时只会说:“嗯,车子好像是坏掉了,质量真差。”

话说回来,BMS虽然存在感低,不过它存在的意义却是丝毫不亚于仪表,甚至可以说是比仪表还重要,因为他可以检测出这辆车子的能源系统是否坏掉了,只有拥有BMS系统,用户才可能在不冒险的情况下知道这辆车到底是好是坏。

如果有一个行业内的嵌入式工程师要买一辆电动车,在一辆没有显示仪表和BMS板子的电动车中进行选择,那么他肯定不敢选后者,因为如果电动车没有了仪表,那么用户体验会极差,但如果电动车没有了BMS……与其说是一辆电动车,还不如说是一辆随时可能发生被激活的炸弹。

那么BMS在能源领域为什么如此重要?BMS的存在到底有什么意义?

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------

本文便从一个底层工程师的角度,以电动车用的BMS模块作为例子专门对锂电池的保护板设计进行一些探讨,并且会给出一个参考方案,当然由于笔者能力有限,水平一般,如果文中出现了错误或者纰漏,请直接指出。

BMS的大体需求是什么?
当设计团队拿到一个项目,开始开发的时候,首先必须要搞清楚的便是项目的需求,这个需求可不仅仅是老板口头上说几句话,而是需要一个切实的、详细的、标准的文档,文档要以1、2、3为结构,明确的把所有的需求点给罗列出来。

我们现在拿到了一个项目:低速电动车的BMS板。

只要项目立项成功,那么作为产品经理,或者团队leader,则列出需求文档是必须要做的事情。

锂电池管理系统,其中重点二字在于“管理”,要想实现管理功能,必然需要两个模块,第一:监测。第二:控制。只有在我能够监测这个系统的前提下,我才能控制这个系统。

由此为核心点,我便可以慢慢的罗列出大致需求:

监测能源系统,能够实时读出锂电池的所有状态。
控制能源系统,根据锂电池的状态,在需要的时候进行干预(比如断开/闭合充放电回路的MOS管)。
 

保护功能如何实现?
数据采集

电池系统的大致需求分为采集和控制,那么采集的都会有什么数据?

电压
       电流
温度
作为一个以管理锂电池的系统而言,以上3点是我们要重点监测的数据,如果系统超级简单,采集的点只有3、4个,那么直接使用MCU的AD接口进行读取信息便可,但在实际中几乎不可能存在这种情况,通常所用的采集的方式一般是使用模拟前端。

系统信息
电压:锂电池本身的化学特性决定了我们必须要对电压进行保护,所谓的电压保护,是我们必须要保证锂电池的电压永远在合适的范围之类,不能让电压过低,因为其内部存储电能是靠电化学一种可逆的化学变化实现的,过度的放电会导致这种化学变化有不可逆的反应发生,因此锂电池最怕过放电,一旦放电电压低于2.7V,将可能导致电池永久性损坏,也就是报废。同时也不能让电压过高,因为电池一旦过度充电,导致的危害远远大于过放,过放最多损坏电池,不会对周围造成危害,而过充则可能导致电池温度升高,以至于发生自燃甚至爆炸,这种危害是致命的。

电流:所谓的电流保护,也是我们必须要保证,无论是充电还是放电,电流都不能过大,大家都清楚的短路便是过流的一种体现,当系统正负极直接接触,导线电阻极小,导致电流极大,极大的电流又会产生大量的热,从而引发的燃烧和爆炸是很致命的。其实,就算不是短路,但过大的电流依然会导致电池内部发热,这样也极有可能会造成永久性的损害。

温度:温度保护不用多言,除开锂电池本身的化学特性导致它不能在极端温度下使用之外,我想任何一个类似的系统,为了安全起见都应该考虑到温度。

看到这里大家也应该明白了,锂电池保护系统的逻辑其实很简单,无非就是一些判断,以及MOS管的控制,这些东西只要是有过软件基础的大学生应该都能实现。

 



 

友情链接 LINKS


  • 柳工集团
  • 徐工集团
  • 星凯龙客车
  • 中航新能源
  • DOOSAN
  • 林德中国 | The Linde Group
  • 合力叉车

Copyright ©2018 版权所有:安徽特凯贝电子科技有限公司 安徽特凯贝电子|锂电池电池管理系统BMS  皖ICP备18025418号

×