鋰電池在使用過程中如果發(fā)生過充過放就會(huì)造成容量永久性損失，極端情況下，鋰電池過熱或者過充電會(huì)導(dǎo)致熱失控、電池破裂甚至爆炸。BMS來(lái)嚴(yán)格控制鋰電池充放電過程，避免過充、過放、過熱。先了解鋰電池基本概念。

鋰電池基礎(chǔ)知識(shí)普及

開路電壓：電池在斷路時(shí)電池兩極的電極電位之差。開路電壓是一個(gè)實(shí)際測(cè)量的值。如鋰離子電池的開路電壓為4.1V，鉛酸蓄電池為2.1V電動(dòng)勢(shì)＞開路電壓電池的電動(dòng)勢(shì)或開路電壓值取決于所組成電池的電極材料與電解質(zhì)的活度和放電的溫度，與電池的幾何形狀和尺寸大小無(wú)關(guān)。

額定電壓：在規(guī)定條件下電池工作的標(biāo)準(zhǔn)電壓。用來(lái)區(qū)分電池體系。3. 額定電壓：在規(guī)定條件下電池工作的標(biāo)準(zhǔn)電壓。用來(lái)區(qū)分電池體系。如：鉛酸電池：2.0V鎘鎳電池：1.2V氫鎳電池：1.2V鋅錳電池：1.5V鋰離子電池：3.6-3.8V。

放電終止電壓：指放電時(shí)，電壓下降到不宜再繼續(xù)放電的最低工作電壓值。為人為規(guī)定的值。例如：鋰離子電池充電時(shí)，終止電壓為4.2V，放電時(shí)為3 .0V或2 .75V。

工作電壓：又稱放電電壓或負(fù)荷電壓，是指電池對(duì)外輸出電流時(shí)，電池兩極間的電位差。工作電壓總是低于開路電壓。電池放電電壓的變化與放電制度有關(guān)，即放電曲線的變化還受放電制度的影響，包括：放電電流，放電溫度，放電終止電壓；間歇還是連續(xù)放電。放電電流越大，工作電壓下降越快；隨放電溫度的增加，放電曲線變化較平緩；對(duì)于二次電池，放電電壓低于規(guī)定的終止電壓叫做過放電，過放電常常會(huì)影響到蓄電池的循環(huán)壽命。恒阻放電恒流放電恒流放電連續(xù)放電間歇放電。

能量和比能量：電池在一定條件下對(duì)外作功所能輸出的電能叫做電池的能量，單位一般用wh表示。

a.理論能量電池的放電過程處于平衡狀態(tài)，放電電壓保持電動(dòng)勢(shì)(E)數(shù)值，且活性物質(zhì)利用率為100％，在此條件下電池的輸出能量為理論能量(W0)，即可逆電池在恒溫恒壓下所做的最大非膨脹功(W0=C0E)。

b.實(shí)際能量電池放電時(shí)實(shí)際輸出的能量稱為實(shí)際能量。電池放電時(shí)實(shí)際輸出的能量稱為實(shí)際能量。

W=V工作I tV

V工作= V開路－I Ri

c.比能量單位質(zhì)量和單位體積的電池所給出的能量，稱質(zhì)量比能量或體積比能量，也稱能量密度。比能量的單位為wh/kg或wh/L。

?電池容量：指一定放電制度下（在一定的I放，T放，V終），電池所給出的電量。表征電池儲(chǔ)存能量的能力，單位是Ah或C。容量受很多引素的影響，如：放電電流、放電溫度等。容量大小是由正負(fù)極中活性物質(zhì)的數(shù)量多少來(lái)決定的。理論容量：活性物質(zhì)全部參加反應(yīng)所給出的容量。實(shí)際容量：在一定的放電制度下實(shí)際放出的容量。額定容量：又稱公稱容量，指電池在設(shè)計(jì)的放電條件下，電池保證給出的最低電量。在實(shí)際應(yīng)用中，電池容量＝正極容量比容量：為了對(duì)不同的電池進(jìn)行比較，引入比容量概念。比容量是指單位質(zhì)量或單位體積電池所給出的容量，稱為質(zhì)量比容量或體積比容量。通常計(jì)算方法為：

電池首次放電容量/（活性物質(zhì)量*活性物質(zhì)利用率）

影響電池容量的因素：

a.電池的放電速度(通常以電流強(qiáng)度mA來(lái)表示)：電流越大，輸出的容量減少；

b.電池的放電溫度：溫度降低，輸出容量減少；

c.電池的放電終止電壓：是由用電器以及電池反應(yīng)本身的限定來(lái)設(shè)定的，例如：充電時(shí)，終止電壓為4.2V，放電時(shí)為3 .0V或2 .75V。

d.電池的貯存時(shí)間：電池經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間貯存后，電池的放電容量會(huì)相應(yīng)減少。

功率和比功率：電池在一定放電條件下，單位時(shí)間所輸出的能量，用P表示，單位為W。理論功率實(shí)際功率實(shí)際比能量質(zhì)量比能量比能量理論比能量體積比能量功率是電池的重要性能，它表示電池放電速率的大小，電池的功率越大，電池可以大電流或高速放電。

電池的自放電：是指電池沒有負(fù)載時(shí)電池容量自行降低的現(xiàn)象。主要是電極材料自發(fā)發(fā)生了氧化還原反應(yīng)；在兩個(gè)電極中，負(fù)極的自放電是主要的，自放電使活性物質(zhì)白白被消耗。電池自放電與電池貯存性能有很密切的關(guān)系。電池在貯存時(shí)貯存性能一定要好，貯存時(shí)要求自放電小，不能出現(xiàn)漏液或爬堿。各種電池的存儲(chǔ)方式：滿電荷存儲(chǔ)、部分電荷儲(chǔ)存、放電狀態(tài)存儲(chǔ)。自放電與溫度的關(guān)系曲線：自放電與溫度的關(guān)系曲線

SOC和DOD：SOC（State of Charge）－為荷電狀態(tài)，表示電池剩余容量與總?cè)萘康陌俜直取OD（Depth of Discharge ）－為放電深度，表示放電程度的一種量度，為放電容量與總放電容量的百分比。放電深度的高低和二次電池的壽命有很大的關(guān)系：放電深度越深，其壽命就越短。

放電時(shí)率及放電倍率：是一種表達(dá)電池放電電流大小的方法。放電時(shí)率：指在規(guī)定的放電時(shí)間內(nèi)，電池放出全部額定容量。放電倍率：指放電電流為電池額定容量的某一個(gè)倍數(shù)。放電時(shí)率×放電倍率＝11C5—電池5小時(shí)率的容量，即電池5小時(shí)放電的全部容量。單位Ah或mAh0.5C—電池以0.5倍容量的電流放電,單位：A或mA例如：某電池的額定容量為1Ah,用0.5C放電時(shí)的電流即為0.5A

BMS基礎(chǔ)知識(shí)普及

電池管理系統(tǒng),英文為BMS(Battery Management System),是電動(dòng)汽車動(dòng)力電池系統(tǒng)的重要組成部分。它能夠檢測(cè)收集并初步計(jì)算電池實(shí)時(shí)狀態(tài)參數(shù),同時(shí)根據(jù)檢測(cè)值與允許值的比較關(guān)系控制供電回路的通斷;此外,還會(huì)將收集到的關(guān)鍵數(shù)據(jù)反饋給控制器,并接收控制器的指令,與設(shè)備上的其他系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作。不同電芯類型,對(duì)管理系統(tǒng)的要求一般不太一樣。鋰離子電池安全工作區(qū)域受到溫度、電壓的窗口限制,當(dāng)超過該窗口的范圍時(shí),電池性能就會(huì)加速衰減,甚至?xí)l(fā)安全問題。

BMS主要涵蓋以下幾個(gè)功能 ：

1.? 電池工作狀態(tài)監(jiān)控：主要指在電池的工作過程中，對(duì)電池的電壓，溫度，工作電流，電池電量等一系列電池相關(guān)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)或計(jì)算，并根據(jù)這些參數(shù)判斷目前電池的狀態(tài)，以進(jìn)行相應(yīng)的操作，防止電池的過充或過放。

2. 電池充放電管理：在電池的充電或放電的過程中，根據(jù)環(huán)境狀態(tài)，電池狀態(tài)等相關(guān)參數(shù)對(duì)電池的充電或放電進(jìn)行管理，設(shè)置電池的最佳充電或放電曲線（如充電電流，充電上限電壓值，放電下限電壓值等）

3.? 單體電池間均衡：即為單體電池均衡充電，使電池組中各個(gè)電池都達(dá)到均衡一致的狀態(tài)。均衡器是電池管理系統(tǒng)的核心部件，但目前國(guó)內(nèi)在這方面的技術(shù)還不成熟。

電池管理系統(tǒng)主要包括以下幾個(gè)部分

1. 信號(hào)采集模塊：主要用于對(duì)電池組電壓，充電電流，放電電流，單體電壓，電池溫度，等參數(shù)進(jìn)行采集。通常采用隔離處理的方式。（除溫度信號(hào)）

2.? 電池保護(hù)電路模塊：通常這部分是采用軟件控制一些外部器件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如通過信號(hào)控制繼電器的通斷來(lái)允許或禁止充放電設(shè)備或電池的工作以實(shí)現(xiàn)對(duì)電池保護(hù)。

3.? 均衡電路模塊：主要用于對(duì)電池組單體電壓的采集，并進(jìn)行單體間的均衡充電使組中各電池達(dá)到均衡一致的狀態(tài)。目前主要有主動(dòng)均衡和被動(dòng)均衡兩種均衡方式。也可稱之為無(wú)損均衡和有損均衡。

4. 下位機(jī)模塊：信號(hào)處理，控制。 通訊。

BMS均衡功能

?均衡分為主動(dòng)均衡和被動(dòng)均衡。被動(dòng)均衡以電阻能耗法為代表，該方法可以實(shí)現(xiàn)充電均衡。主動(dòng)均衡DC/DC變換器為代表，基于此主動(dòng)均衡又可以分為以下四種方式，每種方式均可以實(shí)現(xiàn)充電均衡和放電均衡 ：

1.電池組向單體均衡（放電均衡效果尤佳）；

2.單體向電池組均衡（充電均衡效果尤佳）；

3.電池組與單體之間雙向均衡；

4.單體與單體之間均衡。