机器人BMS电池管理系统设计

    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精致的保护板和一片电流保险器出现。锂电池的保护功能通常由保护电路板和PTC等电流器件协同完成，保护板是由电子电路组成，在-40℃至+85℃的环境下时刻准确的监视电芯的电压和充放回路的电流，及时控制电流回路的通断；PTC在高温环境下防止电池发生恶劣的损坏。保护板通常包括控制IC、MOS开关及辅助器件NTC、ID、存储器等。其中控制IC，在一切正常的情况下控制MOS开关导通，使电芯与外电路沟通，而当电芯电压或回路电流超过规定值时，它立刻控制MOS开关关断，保护电芯的安全。NTC是Negativetemperaturecoefficient的缩写，意即负温度系数，在环境温度升高时，其阻值降低，使用电设备或充电设备及时反应、控制内部中断而停止充放电。ID是Identification的缩写，即身份识别的意思它分为两种：一是存储器，常为单线接口存储器，存储电池种类、生产日期等信息；二是识别电阻。两者可起到产品的可追溯和应用的限制。 储能BMS主动均衡和被动均衡的区别主要有能量的方式、启动均衡条件、均衡电流、成本等。机器人BMS电池管理系统设计

BMS电池保护板也可以按照电芯材料来区分。不同的电芯材料，放电截止电压和充电截止电压是不一样的。因此，所使用的保护板也是不一样的，最常见的就是三元保护板和磷酸铁锂保护板，一般三元电芯电压范围为2.7-4.2v，而磷酸铁锂则是2.5-3.6v。保护板的电流保护，一方面是防止充电电流太大，另一方面是防止放电电流太大。过大的电流，会伤害电池，也可能烧坏保护板自身。首先，保护板有一个基本的关键参数：放电电流和充电电流。该电流是保护板的持续放电或者充电电流，它表示了保护板自己的载流能力，和电池无关。除了该参数以外，保护板还有一对电流参数，即充电保护电流和放电保护电流。顾名思义，就是在充电或者放电过程中，电流超过该值的大小就关断。同之前的道理一样，电流的保护也是有延时的，不过电流保护的恢复是自动的，只要电流减小就会自动恢复。家庭储能BMS电池管理系统方案开发BMS保护板分为分口与同口保护板。

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。

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。硬件BMS保护板指的是完全基于硬件实现的电池管理系统，其设计注重电路和传感器等硬件组件的整合。

    SOC的重要性是防止电池损坏：通过将SOC保持在20%至80%之间，电动汽车BMS可防止电池过度磨损，延长SOH、容量和运行寿命。BMS还依靠准确的SOC读数来降低电池单元因完全充电和深度放电而受损的风险。性能优化：电动汽车电池在特定的SOC范围内运行时可实现较好性能。尽管根据电池化学成分和设计的不同，这些范围也会有所不同，但大多数电动汽车电池都能在20%至80%SOC范围内实现高效的电力传输和强劲的加速性能。估算行驶里程：SOC直接影响电动汽车的行驶里程，这对有效和安全的行程规划至关重要。优化能效：精确的SOC测量可较大限度地减少能源浪费，同时较大限度地利用再生制动延长行驶里程。确保充电安全：BMS利用SOC读数来调节电动汽车电池的充电速率，采用涓流充电和受控快速充电等技术来保护电池寿命。它还能在动态充电曲线的引导下，确保单个电池的均衡充电，从而优化调整电流和电压，保持电池健康并防止过度充电。 BMS硬件保护板的主要功能包括几个方面。中颖BMS智能云平台

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。机器人BMS电池管理系统设计

BMS管理哪些东西？与BMS相关的几大块，电压、电流、温度、均衡，信息等，BMS保护板通过采集电压、电流、温度等信息，评估BMS当前状态。BMS首先对电池包进行信息采集，包括电压，电流，温度三个维度的信息提取。其次，BMS对电池包的SOX算法进行估算。然后BMS会对电池包进行安全诊断，包括过流，过压，欠压，高温，低温，断路的保护。再次是对电池包的能量进行管理，一般分为被动管理和主动管理两种类型。还会对电池包进行信息的管理，包含数据的整车交互以及日志的存储。机器人BMS电池管理系统设计