BMS（Battery Management System）稱之為電池保姆或電池管家，通過實(shí)時(shí)采集、處理、存儲(chǔ)電池組運(yùn)行過程中的重要信息，智能化管理及維護(hù)各個(gè)電池單元，防止電池出現(xiàn)過充電和過放電，延長電池的使用壽命，監(jiān)控電池的狀態(tài)。在工業(yè)領(lǐng)域中，為了保證BMS高效、可靠、安全地運(yùn)行，一套完善的系統(tǒng)隔離解決方案就顯得尤為重要。

BMS鋰電池保護(hù)板十分重要在電池保護(hù)系統(tǒng)中，鋰電池PACK設(shè)計(jì)過程中一定會(huì)用到鋰電池保護(hù)板或者相應(yīng)的BMS才能更好的設(shè)計(jì)鋰電池組，甚至可以協(xié)助品質(zhì)部分一起分析異常電池或電路。本文存能電氣小編就來介紹鋰電池保護(hù)板BMS的原理和選購技巧。

鋰電池的主要構(gòu)成：

鋰電池主要由兩大塊構(gòu)成，電芯和保護(hù)板PCM（動(dòng)力電池一般稱為電池管理系統(tǒng)BMS），電芯相當(dāng)于鋰電池的心臟，管理系統(tǒng)相當(dāng)于鋰電池的大腦。電芯主要由正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜和外殼構(gòu)成，而保護(hù)板主要由保護(hù)芯片（或管理芯片）、MOS管、電阻、電容和PCB板等構(gòu)成。

什么是BMS？

BMS其實(shí)就是鋰電池管理系統(tǒng)，顧名思義，是專門用來進(jìn)行鋰電池運(yùn)行管理的模塊，對(duì)象是鋰電池。主要對(duì)象是二次電池，主要就是為了能夠提高電池的利用率，防止電池出現(xiàn)過度充電和過度放電，可用于電動(dòng)汽車，電瓶車，機(jī)器人，無人機(jī)等。此外，BMS還是電腦音樂游戲文件通用的一種存儲(chǔ)格式和新一代的電信業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)名。

BMS鋰電池保護(hù)板工作原理：

鋰電池之所以需要保護(hù)，是由它本身特性決定的。由于鋰電池本身的材料決定了它不能被過充、過放、過流、短路及超高溫充放電，因此鋰電池組件總會(huì)跟著一塊精致的保護(hù)板和一片電流保險(xiǎn)器出現(xiàn)。

鋰電池的BMS保護(hù)功能通常由保護(hù)電路板和PTC等電流器件協(xié)同完成，保護(hù)板是由電子電路組成，在-40℃至+85℃的環(huán)境下時(shí)刻準(zhǔn)確的監(jiān)視電芯的電壓和充放回路的電流，及時(shí)控制電流回路的通斷；PTC在高溫環(huán)境下防止電池發(fā)生惡劣的損壞。

普通鋰電池BMS保護(hù)板通常包括控制IC、MOS開關(guān)、電阻、電容及輔助器件FUSE、PTC、NTC、ID、存儲(chǔ)器等。其中控制IC，在一切正常的情況下控制MOS開關(guān)導(dǎo)通，使電芯與外電路導(dǎo)通，而當(dāng)電芯電壓或回路電流超過規(guī)定值時(shí)，它立刻控制MOS開關(guān)關(guān)斷，保護(hù)電芯的安全。

BMS鋰電池保護(hù)功能介紹：

1.電池保護(hù)，和PCM差不多，過充、過放、過溫、過流，還有短路保護(hù)。

2.能量均衡，整個(gè)鋰電池包，由于很多節(jié)電池串聯(lián)，工作一定時(shí)間后，由于其電芯本身的不一致性、工作溫度的不一致性等原因的影響，最后會(huì)表現(xiàn)出很大的差異，對(duì)電池的壽命和系統(tǒng)的使用有巨大的影響，能量均衡就是彌補(bǔ)電芯個(gè)體之間的差異去做一些主動(dòng)或被動(dòng)的充電或放電的管理，確保電池的一致性，延長電池的壽命。

3.SOC計(jì)算，由于技術(shù)的發(fā)展，SOC的計(jì)算積累的很多的方法，精度要求不高的可以根據(jù)電池電壓判斷剩余電量，精確的方法主要的是電流積分法（又叫Ah法），Q=∫idt，還有內(nèi)阻法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、卡爾曼濾波法等。

4.通信，不同的系統(tǒng)對(duì)通信接口的要求不一樣，主流的通信接口有SPI、I2C、CAN、RS485等。其中汽車和儲(chǔ)能系統(tǒng)主要是CAN和RS485。

⒌電池間的均衡：即為單體鋰電池均衡充電，使電池組中各個(gè)電池都達(dá)到均衡一致的狀態(tài)。均衡技術(shù)是目前世界正在致力研究與開發(fā)的一項(xiàng)電池能量管理系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。

BMS鋰電池保護(hù)板選購方法：

現(xiàn)在市面上面充斥著各種保護(hù)板鋰電池，好點(diǎn)的有三洋的，差的有UF的，鋰電池保護(hù)板本身也有很大區(qū)別，選擇一個(gè)合適自己電筒的保護(hù)板電池是很重要的。通常用帶保護(hù)電池的是不帶保護(hù)電路的電筒，比如白熾燈泡手電。就電芯本身而言，品質(zhì)好而又常見的有三洋，松下，索尼，三星，AW。

三洋：適合高放電平臺(tái)，通常大于1A的電路建議用三洋。三洋高放電平臺(tái)比松下更持久，電量更足。

松下：適合低放電平臺(tái)，通常小于1A的電路建議用松下。松下低平臺(tái)放電比三洋更持久，電量更足。

索尼：性能和三洋差不多，比三洋略低。自從索尼生產(chǎn)電芯物質(zhì)時(shí)工藝原因混入了金屬粉末，導(dǎo)致可能起火爆炸而召回后，我就沒再用過索尼。但據(jù)說現(xiàn)在已經(jīng)改進(jìn)了，不過有三洋用了，一般不考慮，除非價(jià)格很合適。

大型儲(chǔ)能BMS系統(tǒng)中的隔離方案

大型儲(chǔ)能系統(tǒng)較為復(fù)雜，電壓范圍在500-850V，為高壓系統(tǒng)。該系統(tǒng)需要多串AFE級(jí)聯(lián)，對(duì)可靠性安全性要求更高，一般使用車規(guī)級(jí)的AFE對(duì)電池進(jìn)行監(jiān)控，AFE之間用菊花鏈級(jí)聯(lián)。

在大型儲(chǔ)能BMS中隔離產(chǎn)品的應(yīng)用包括：

• 使用變壓器或電容進(jìn)行隔離通信

• AFE與MCU之間通過UART或SPI或I2C通信

• 控制信號(hào)

• 總線電壓和電流采樣

控制信號(hào)一般需要4~6通道數(shù)字隔離器，NSi8141N系列四通道數(shù)字隔離器提供符合UL1577的多種電氣隔離耐壓（3.75kVRMS），且具有高電磁抗擾度和低輻射的特性，適合于高壓BMS系統(tǒng)中的隔離需求。