BMS電池管理系統三種均衡控制算法的區別與應用場(chǎng)景

BMS均衡技術(shù)主要是指電池管理系統BMS中用于維護電池組中各個(gè)單體電池電量一致性的技術(shù)。其基本原理是通過(guò)監控電池組的充放電狀態(tài)，以及各個(gè)單體電池的電壓、電流、溫度等參數，然后通過(guò)相應的控制策略，對電池單體進(jìn)行充放電過(guò)程中的調節，降低電池單體之間的不均衡特性，使得各個(gè)單體電池的電量盡可能地保持一致，從而提高整個(gè)BMS系統的性能和壽命。

根據BMS的三種均衡控制算法的區別與不同的應用場(chǎng)景，推薦安全穩定且高效的BMS方案及主控芯片。

各均衡方案優(yōu)缺點(diǎn)對比：① 被動(dòng)均衡方式優(yōu)點(diǎn)：電路結構簡(jiǎn)單，成本較低。缺點(diǎn)：只能做充電均衡。同時(shí)，在充電均衡過(guò)程中，多余的能量是作為熱量釋放掉的，使得整個(gè)系統的效率低、功耗高，均衡電流50mA。BMS應用：電動(dòng)自行車(chē)、電摩。② 飛度電容方案優(yōu)點(diǎn)：成本低，結構簡(jiǎn)單，主動(dòng)式能量利用率高。缺點(diǎn)：均衡效率有限，是把電容作為能量傳遞的載體。該方案可以實(shí)現能量在電池組任意兩個(gè)單體之間的直接轉移。由于均衡電流受電容電壓與電池組中單體電壓之差的限制，隨著(zhù)均衡過(guò)程的進(jìn)行，均衡速度會(huì )越來(lái)越慢，量產(chǎn)均衡電流300mA左右。③ 儲能電感方案優(yōu)點(diǎn)：主動(dòng)式能量利用率高，均衡效果大于電容方案，量產(chǎn)均衡電流5A。缺點(diǎn)：只能在相鄰的兩節之間轉移能量；成本偏高，結構復雜DC/DC單向均衡：均衡性能有限，目前量產(chǎn)均衡電流可以到1ADC/DC雙向均衡：均衡效果理想，成本高，結構復雜，適用于大型動(dòng)力電池或儲能站電池，目前量產(chǎn)均衡電流可以到5A。

實(shí)戰方案推薦：

方案一：基于NXPS32K144的BMS一體機解決方案

一般BMS由一個(gè)主控單元和多個(gè)從控單元組成，從控單元直接連接電池包(BatteryPack)，采集電池的電壓、電流和溫度等，主控單元通過(guò)CAN匯流排或DaisyChain(菊輪鏈)通信等方式管理多個(gè)從控單元?；贜XPS32K144的BMS一體機解決方案支持菊輪鏈和CAN網(wǎng)路。具有極大的靈活性，可滿(mǎn)足不同客戶(hù)的需求。

使用NXPS32K144作為BMS的控制處理單元，一方面留有CANBUS可以與其他的BMU及其它ECU連接，接受車(chē)身諸多感測器的信號，另一方面使用SPI直接或透過(guò)NXPMC33664轉為T(mén)ransformerPhysicalLayer(TPL)與NXPMC33771AFEIC通信，獲取AFE采集的資料。

核心技術(shù)優(yōu)勢

· 監測單節電池的電壓、溫度

· 監測整串的電壓、電流、溫度

· 單節電池之間具有被動(dòng)均衡功能

· 電池包之間采用CAN匯流排或者菊輪煉連接

· 帶有多種保護和診斷功能

· 支援SPI/TPL兩種可選配的通信方式

方案規格

· 單顆MC33771可監測7到14串電池

· 內置被動(dòng)均衡電流開(kāi)關(guān)管，最大支援300mA被動(dòng)均衡電流

· 內置庫倫計，用于電流檢測

· ASILC芯片功能安全等級

· 可支援63顆MC33771級聯(lián)

· 檢測精度2mV

· 支援43種內部自檢測功能

· 65us內同步測量電壓電流

方案二：一體式智能BMS電池管理系統應用方案

極海半導體智能電池管理系統應用方案，支持實(shí)時(shí)采集、處理、存儲電池組運行過(guò)程中的重要信息，可配合外部設備如整車(chē)控制器交換信息，解決電池系統中安全性、可用性、易用性、使用壽命等關(guān)鍵問(wèn)題，有效延長(cháng)電池使用壽命，提高電池能源的利用率。

方案特點(diǎn)

· 采用 APM32F103RCT7系列車(chē)規級 MCU

· 支持6~18V超寬電源輸入

· 支持42串電壓采集（精度±5mV）

· 支持12路溫度采集（溫度±1℃）

· 支持多路CAN通訊，整車(chē)CAN支持特定幀喚醒

· 8路高邊驅動(dòng)，4路低邊，均支持三態(tài)檢測

· 支持分流器和霍爾傳感器等高精度電流檢測

· 系統支持OTA遠程升級、帶升級失敗程序回滾等功能

APM32F103RCT7芯片框圖

極海APM32F103RCT7產(chǎn)品特性

· 基于A(yíng)rm? Cortex?-M3內核，工作主頻96MHz

· 內置256KB FLASH，有效支持大量數據的OTA升級

· 工作溫度覆蓋-40℃~105℃，對復雜工作環(huán)境具有高適應性，保障系統穩定運行

· 12-bit 高精度ADC，可協(xié)助AFE做采集精度補償，并可準確檢測功率器件，防止過(guò)溫故障

· 集成豐富的外設接口，可實(shí)時(shí)有效地與模擬前端、霍爾傳感器等外設傳感器進(jìn)行通信

· 支持雙CAN接口，符合2.0A/2.0B（主動(dòng)）規范，通信速率高達1Mbit/s，支持USB和CAN獨立工作，滿(mǎn)足車(chē)身控制、儀表通信、整車(chē)充電控制、監控以及標定操作需求

· 芯片ESD等級高達5.5KV，抗干擾能力強，對電磁環(huán)境有更高容忍度

· 通過(guò)AEC-Q100車(chē)規認證、IEC61508 SIL3功能安全認證