家用储能BMS保护IC

    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。 对于电池管理系统（BMS）而言，除了均衡功能外，均衡策略的制定同样至关重要。家用储能BMS保护IC

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。电池PACKBMSIC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。

家用储能系统通常由电池组，电池管理系统（BMS），储能变流器（PCS）和能量管理系统（EMS）构成，其中储能电池和变流器是价值量较高的关键环节，节省电费是家庭用户配置储能的重要动力。太阳能光伏在白天发电，但家庭用户的用电高峰在夜间，发电和用电时间不匹配，配置储能可以帮助用户将白天多发的电储存起来，供夜间使用；另一方面，用户在一天中不同时间用电电价不同、存在峰谷价的情况下，储能系统可以在低谷时段通过电网或自用光伏电池板充电，高峰时段放电供负载使用，从而避免在高峰时段从电网用电，有效节省电费。

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。储能BMS正在从单纯的电池管理系统向更加综合、智能的数据服务和能源管理平台转变。

2024年BMS将出现三大变革1、打通BMS和EMS随着储能系统被纳入各类电力市场交易主体，其盈利模式变得多样化，需要更高的数据处理和预测能力来优化收益。BMS和EMS的整合将使储能系统能够更好地处理复杂的数据源和庞大的数据管理需求。这种整合不仅增强系统的数据处理能力，还能够帮助预测电价走势，优化电池充放电策略，从而提高储能的整体收益。2、从BMS向EMS跨进在工商业市场，储能系统需要具备更高级别的能量管理和综合控制能力，以满足复杂的能源需求和交易策略。BMS+EMS一体化集控单元的出现，揭示了储能管理系统从单纯的关注电池管理扩展到了整个能源系统的管理。这样的跨步能够实现更多面化的监控和更灵活的交易策略，为工商业用户提供更高效的能源解决方案。BMS系统保护板能够实时监测电池的电压、电流、温度等关键参数，确保电池在安全的工作范围内运行。光伏板BMS芯片

通过实时监测和保护电池，避免电池过充、过放等问题，BMS系统保护板能够延长电池的使用寿命。家用储能BMS保护IC

电池计量芯片(电量计IC)主要用来采集电芯电压、温度、电流等信息，通过库仑积分和电池建模等方式计算电池电量、健康度等信息，并通过I2C/SMBUS/HDQ等通信端口与外部主机通信。电量计IC与电池保护IC既可分立，也可集成。一级保护IC可以控制充、放电MOSFET，保护动作是可恢复的，即当发生过充、过放、过流、短路等安全事件时就会断开相应的充放电开关，安全事件解除后就会重新恢复闭合开关，电池可以继续使用。硬件、算法和固件是电量计芯片的三大关键要素，硬件用来实现高精度采样和低功耗运行;算法用来对电池进行建模;固件用来实现算法编程，计算输出容量信息。在选择电量计芯片时，通常需要考虑到电芯化学类型、电芯串联数目、通信接口、电量计放在电池包内(Pack-side)还是放在系统板上(System-side)、电量计算法、是否集成电池保护均衡等功能、支持充放电电流大小，以及存储介质和封装形式等。家用储能BMS保护IC

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