家庭储能BMS电池管理系统研发

    电池保护板，顾名思义锂电池保护板主要是针对可充电（一般指锂电池）起保护作用的集成电路板。锂电池（可充型）之所以需要保护，是由它本身特性决定的。由于锂电池本身的材料决定了它不能被过充、过放、过流、短路及超高温充放电，因此锂电池锂电组件总会跟着一块带采样电阻的保护板和一片电流保险器出现。电池包保护板设计中需要考虑的因素较多，如电压平台问题，锂动力电池包在使用中往往被要求很大的平台电压，所以设计锂动力电池包保护板时尽量使保护板不影响电芯的放电电压，这样对控制IC、采样电阻等元件的要求就会很高，电流采样电阻应满足高精密度，低温度系数，无感等要求。锂电池保护板的主要功能有过充保护、过放保护、过流保护、短路保护、温度保护。 电池管理系统（BMS）的主要职责包括监控、保护和优化电池性能。家庭储能BMS电池管理系统研发

    什么是电池荷电状态（SOC）？电池荷电状态（SOC）是电池管理的一个重要指标，尤其是对锂离子电池而言。它指的是电池相对于其容量的电量水平，通常用百分比表示。SOC用于确定电池的剩余电量，而剩余电量对于预测电池的性能和使用寿命至关重要。测量电池的充电状态并不是一项简单的任务，有很多种方法，比如电压/电流积分、阻抗测量和库仑计数等。确定电动汽车电池SOC的技术各不相同，主要有开路电压法，库仑计数法，基于模型的方法几种。 什么是BMS芯片BMS系统具有模拟信号检测上报，故障告警、上传存储，电池保护，参数设置；被动均衡，SOC标定、信息交互等。

均衡是BMS中非常重要的一个环节，你是不是遇到过因为某一节电芯电压异常导致电池包使用容量变少的问题问题，BMS是遵循短板效应的，因为某一节电芯的电压比较低会导致SOX的估算直接不准，明明其他电芯还有电，但是确有劲无处使，对电池包的影响还是非常大的。关于均衡还是比较麻烦的，这里就不展开说了。当前的均衡控制策略中，有以单体电压为控制目标参数的，也有人提出应该用SOC作为均衡控制目标参数。以单体电压为例：首先设定一对启动和结束均衡的阈值：例如一组电池中，单体电压极值与这组电压平均值的差值达到30mV时启动均衡，5mV结束均衡。BMS按照固定的采样周期采集单体电压，计算平均值，再计算每个单体电压与均值的差值；如果MAX的一个差值达到了30mV，BMS就需要启动均衡程序；在均衡过程中持续步骤2，直到差值都小于5mV，结束均衡。

    测量电池容量的理想方法是库仑计数法，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。 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。

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。电池管理系统BMS是电动车的关键要素。电池包BMS电池管理芯片

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。家庭储能BMS电池管理系统研发

    开路电压法估算电池SOC；铅酸蓄电池的SOC与其开路电压(OCV)之间存在近似线性关系，基于电池OCV的方法是，当电池与负载断开时间超过两小时时，电池的OCV与SOC成正比。然而，如此长的断开时间对于电池来说可能太长而无法实现。与铅酸电池不同，锂离子电池的OCV与SOC之间不存在线性关系。锂离子电池SOC与OCV之间的典型关系如图所示。OCV与SOC的关系是通过对锂离子电池施加脉冲负载，然后让电池达到平衡而确定的。所有电池的OCV与SOC之间的关系不可能完全相同。由于不同电池的传统OCV-SOC有所不同，因此需要测量OCV-SOC的关系，以准确估算SOC。 家庭储能BMS电池管理系统研发

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