铅酸改锂电池BMS电池管理系统云平台设计

在储能管理系统中，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系统保护板能够有效延长电池的使用寿命，提高电池的经济价值。铅酸改锂电池BMS电池管理系统云平台设计

库仑计数法是测量电池容量的理想方法，即通过测量一段时间内流入和流出的电流，进而得到流入或者流出电量。SOC=总容量-（放电电流-充电电流）*时间根据电池测量系统的不同，有多种测量放电或充电电流的方法。电流分流器：分流器是一个低欧姆电阻器，用于测量电流。整个电流流经分流器并产生电压降，然后进行测量。这种方法会在电阻器上产生轻微的功率损耗。霍尔效应传感器：这种传感器通过磁场变化测量电流。它消除了电流分流器典型的功率损耗问题，但成本较高，且无法承受大电流。巨磁电阻（GMR）传感器：这种传感器用作磁场检测器，比霍尔效应传感器更灵敏（也更昂贵）。它们的精确度很高。库仑测量涉及的计算相当复杂，主要由微控制器完成。库仑计数法是一种安培小时积分法，可有效量化一段时间内的电量，提供动态、连续的状态更新。开路电压（OCV）通过计算电压与电量之间的直接关系，快速评估剩余电量。不过，库仑计数法会因传感器漂移或电池性能变化而随时间累积误差，而开路电压则也可能受到温度波动和电池老化的影响。储能BMS管理如果是对基本功能的要求较高，且成本预算较为有限，BMS硬件保护板是一个不错的选择。

造成锂电池活性物质不可逆消耗的主要因素有：1）正极材料的溶解：正极材料的溶解造成正极活性物质减少，溶解的正极材料游离到负极时会造成负极界面膜的不稳定，被破坏的界面膜再形成时会消耗锂离子，造成锂离子的减少。2）正极材料的相变化：锂离子在电极间正常脱嵌时，总会伴随着宿主结构摩尔体积的变化，结构不可逆转变，影响颗粒与电极间的电化学接触，造成容量衰减。3）电解液的分解：在锂离子电池充电过程中，电解液对含碳电极具有不稳定性，会发生还原反应。电解液还原消耗了电解质及其溶剂，对电池容量及循环寿命产生不良影响。4）过充电：电池在过充电时，不仅会造成负极形成锂沉淀、电解液氧化和正极氧的损失，消耗活性物质导致容量不可逆损失，还会有安全隐患。5）界面膜的形成：界面膜（SEI膜）的形成会消耗锂离子，一般发生在起初的几次充放电时。6）集流体的腐烛：锂离子电池中的集流体材料常用铝和铜，两者的腐蚀会在表面形成膜，电池内阻增大，放电效率下降，从而造成电池寿命衰减。

充电管理芯片根据工作模式可分为开关模式、线性模式和开关电容模式。开关模式效率高，适用于大电流应用，且应用较灵活，可根据需要设计为降压、升压或升降压架构，常用的快充方案通常都是开关模式。线性模式适用于小功率便携电子产品，对充电电流、效率要求不高，通常不高于1A,但对体积、成本则有较高要求。开关电容模式可以做到高达97%以上的有效率，但由于架构的原因，其输出电压与输入电压通常成一个固定的比例关系，实际应用中通常会与开关型充电管理芯片配合使用。BMS保护板作为户外电源的关键组件，其性能直接关系到电源的安全性、耐用性和效率。

BMS分为纯硬件BMS保护板和软件结合硬件的BMS保护板纯硬件的BMS保护板是一组比较固定的保护参数，根据自身采集到的电压、电流、温度等状态保护与恢复，不需要MCU参与，这样的保护板也就不具备通讯信息交互的功能而软件+硬件的方式，MCU可以对信息的实时采集并且通过can、485等通讯方式与外部交互，上传BMS保护板实时信息。一般为了更好地分析电池过去的状态，尤其是在故障分析和算法建模的时候，需要大量的数据支撑，这时候就需要log存储功能，尽可能多的记录BMS的数据。锂电池是否可以省略BMS保护板的使用？软件BMS管理

电池管理系统（BMS）的主要功能包括监控、保护和优化电池性能。铅酸改锂电池BMS电池管理系统云平台设计

随着两轮电动车市场扩大，一系列管理问题也逐步凸显：换电需求逐渐上升：新国标的实施与碳中和的方针增长了我国电动车共享换电的需求通信基站、铁路等贵重电池的防盗需求也亚待解决。企业运营低效：电池厂商与换电运营商等企业缺少对电池的监控，无法掌握电池应用数据，难以减少故障电池召回、电池防盗、电池起火等运营问题。充电事故频发：全国每年因充电引起的火灾达300多起，火灾造成的死亡率接近50%，引起ZF高度重视。ZF监管困难：ZF急需推动新国标等政策下的电池、车辆行业规范发展，以降低监管难度并减少充电事故。铅酸改锂电池BMS电池管理系统云平台设计