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BMS電池管理系統(tǒng)的核心功能及技術(shù)挑戰(zhàn)

Simon觀察 ? 來源:電子發(fā)燒友 ? 作者:黃山明 ? 2025-04-26 00:14 ? 次閱讀
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電子發(fā)燒友網(wǎng)報道(文/李彎彎)新能源電池管理系統(tǒng)BMS是電動汽車和混合動力汽車的核心技術(shù)之一,負責(zé)監(jiān)控、控制和優(yōu)化電池組的性能、安全及壽命。

BMS的核心功能有:其一是電池狀態(tài)監(jiān)測,包括電壓/電流/溫度監(jiān)測,實時采集單體電池和電池組的電壓、電流、溫度等參數(shù),防止過充、過放或過熱;SOC估算,估算電池剩余電量(類似“油表”功能),精度直接影響續(xù)航里程預(yù)測;SOH評估,評估電池健康狀態(tài)(容量衰減、內(nèi)阻變化),預(yù)測電池壽命。

其二是均衡管理,包括被動均衡,通過電阻消耗高電量電池的能量,使各單體電量一致(成本低但效率低);主動均衡,通過能量轉(zhuǎn)移(如電感、電容)平衡電池間差異,提升整體利用率(效率高但成本高)。

其三是熱管理,通過液冷、風(fēng)冷或相變材料控制電池溫度,確保其在最佳工作范圍(通常20-40℃),低溫加熱(防止鋰析出)和高溫散熱(防止熱失控)是關(guān)鍵。

此外,還有故障診斷與保護,檢測短路、漏電、絕緣失效等故障,觸發(fā)熔斷器或繼電器切斷電路,熱失控預(yù)警(如監(jiān)測氣體、煙霧、壓力突變)。通信與數(shù)據(jù)記錄,與整車控制器(VCU)、充電樁等交互,上傳電池狀態(tài)數(shù)據(jù),存儲歷史數(shù)據(jù)用于故障分析和優(yōu)化算法

在上周的慕尼黑上海電子展上,就有多家公司展出了電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的相關(guān)方案。如揚杰科技展示了其BMS用的信號MOSFETCAN/LIN ESD、穩(wěn)壓管、TVS等器件。

銀河微電展示了其電源系統(tǒng)包括電池管理系統(tǒng)BMS、車載充電機OBS/DCDC(多合一)、車載無線充的解決方案,如用于IGBT保護的TVS、推挽升壓的N+P組合雙極性三極管、OBC PFC/自舉升壓的Sic SKY、400/800V平臺BMS的光電器件(BI8801、BLS258)。

還有TI的無限電池管理系統(tǒng),該系統(tǒng)具備合格的網(wǎng)絡(luò)安全措施和出色的鏈路可靠性,確保可靠地監(jiān)測電池電芯并管理電動汽車和大型儲能系統(tǒng)中的平衡電流。通過開放和靈活的軟件層,實現(xiàn)了高度模塊化和靈活的BMS架構(gòu)。這種設(shè)計不僅降低了車輛總重量,從而提高了行駛里程,還盡量減少了連接器、電纜和線束的機械故障風(fēng)險,這款方案使用了德州儀器CC2662-Q1和BQ79758-Q1。CC2662-Q1是汽車認證的SimpleLinkTM無線MCU,BQ79758-Q1是電池監(jiān)控器和平衡器。

還有上海永銘用于BMS電池管理系統(tǒng)的電容器,包括高分子混合動力鋁電解電容器VHT系列,以及也太鋁電解電容器VSM/VMM/VKL系列。

BMS的關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)在于高精度算法、電池一致性管理、熱管理優(yōu)化、安全與可靠性等,如熱管理優(yōu)化方面,高能量密度電池對溫度敏感,需高效散熱設(shè)計、低溫環(huán)境下電池性能下降,需預(yù)加熱策略;安全可靠性方面,防止熱失控擴散,冗余設(shè)計提升系統(tǒng)容錯能力等等。可以看到產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)正在從電容、功率器件、MCU等多個方面對電池管理系統(tǒng)進行優(yōu)化。






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