锂电池BMS是如何工作的?
BMS 是 Battery Management Systems 的缩写,它是一种用于充电电池的电子系统,用于防止电池在超出最小或最大 SOC(充电状态)限制以及充电和放电时对电池造成危害周期。监测电池状态,计算并上报二次数据,通过鉴权、平衡控制电池工作环境。它通常与PCM有关,PCM是保护电路模块的首字母缩写(更多详细信息可在 另一篇文章中获得),但具有更多的保护和功能。
您可能想知道电池管理系统究竟是如何工作的,这里只是对其进行简要说明,而不深入技术细节。BMS 由几个功能块组成,可分为截止 FET 的主要部分、电量计监视器、状态机、电池电压监视器、电池电压平衡、温度监视器和其他块,包括实时时钟 (RTC)、电池验证块、电压基准和菊花链电路。
监控每个电池的电压对于电池的整体健康至关重要,锂离子电池的 BMS 通常在充电和放电时为每个电池设置一个工作电压窗口,以避免快速退化。这是因为锂电池电芯对过充和过放非常敏感,电芯不平衡会导致热失控,电芯劣化意味着效率和生命周期降低,电池组充电和使用不完全。锂电池的工作电压通常介于 2.5V 和 4.2V 之间,具体取决于所使用的锂化学成分,而超出此范围运行电池会导致电池寿命显着缩短,甚至会损坏电池。
FET 驱动器功能块用于在负载和充电器状态之间连接和隔离电池组,它根据电池电压、电流和实时检测电路的测量值运行。电量计功能块用于跟踪电量进入或离开电池时的情况。
温度测量不仅用于安全条件,还可以确定电池充电或放电是否可接受。因此,温度传感器用于监控储能系统的每个电池,以及用于监控每个电路温度的热敏电阻。内部参考电压用于减少温度读数与环境温度变化的不准确性。
实时时钟和内存用于黑盒应用,其中 RTC 用作时间戳,内存存储数据,让用户了解电池的实时状态和操作。电池认证块用于防止 BMS 电子设备连接到第三方电池。电压基准/稳压器为外围电路供电,菊花链电路简化了堆叠设备之间的连接。
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