家用储能BMS电池管理系统软件设计

船用液冷储能柜BMS电池管理系统采用两级架构，每一套电池管理系统由电池模组管理单元BMU、电池簇管理单元BCU组成。BMS系统具有模拟信号高精度检测及上报，故障告警、上传和存储，电池保护，参数设置；被动均衡，电池组SOC标定、操作账号权限与密码管理、与其它设备信息交互等功能。从控单元BMU通过对各单体电池的电压和温度进行精确采集，实现对电池状态的实时监控。模块具有可靠的数据通讯功能，系统运行过程中，可实现与电池管理系统主控单元或者其他设备之间的通讯。主控单元BCU是电池管理系统的控制中枢，通过与从控单元通讯实现对电池单体电压、温度等的检测，并检测电池组总电压、充放电流、对地绝缘电阻等外特性参数，按照特定的算法对电池内部状态（容量、SOC、SOH等）进行估算和监控，在此基础上实现了对电池组的充放电管理、热管理、绝缘检测、单体均衡管理和故障报警；通过通信总线实现与PCS、EMS等实现数据交换，通过菊花链实现与BMU通讯。BMS锂电池保护板涉及4种芯片，即电池充电、电池电量计、电池监视芯片、电池保护芯片。家用储能BMS电池管理系统软件设计

主动均衡是通过电量转移的方式来实现，这种方式效率更高、损失更小。不同厂家可能采用不同的方法，均衡电流也可能有所不同，范围通常在1～10A之间。被动均衡更适合于小容量、低串数的锂电池组应用，而主动均衡则更适用于高串数、大容量的动力型锂电池组应用。对于电池管理系统（BMS）而言，除了均衡功能外，均衡策略的制定同样至关重要。主动均衡机制采用电量转移的方式，将组内电池的总电量转移给容量较小的电池。电感式主动均衡以物理转换为基础，集成了电源开关和微型电感，实现双向均衡。它可以通过相邻电池间的电荷转移来均衡电池，无论是放电、充电还是静置状态，都可以进行均衡，且均衡效率高达92%。户外电源BMS保护板BMS锂电池保护板是对串联锂电池组的充放电保护。

BMS保护板也可以按照串数和持续放电电流大小来分。串数比较好理解，常见的7串（三元24v），13串（三元48v），17串（三元60v），20串（三元72v）。保护板需要采集每一串电芯的电压，因此串数不同，保护板也会不同。而电流大小，就是决定了MOS开关的大小（MOS数量），MOS数量越多，BMS保护板的价格就越高，对价格的影响很关键。铁锂常见的就是15/16串48v，20串60v，24串72v。锂电池体积小、可拆卸提出，方便用户充电，降低电池被盗风险。

影响单体锂离子电池SOH的副反应。对于理想的锂离子电池，在充放电过程中只考虑锂离子在正负极之间的嵌入和脱出，可以认为不存在锂离子的不可逆消耗，容量没有衰减。但实际上，锂离子电池在循环使用过程中，每时每刻都有副反应存在，伴随着活性物质不可逆消耗等，并逐渐累积，影响电池的SOH。通常造成活性物质不可逆消耗的主要因素有：正极材料的溶解；正极材料的相变化；电解液的分解；过充电；界面膜的形成；集流体的腐烛。影响动力电池组SOH的因素当单体动力电池寿命一定时，动力电池的连接方式、电池组内单体电池的数量及其不一致程度都是影响动力电池组寿命的因素。电池组在实际使用过程中，优先采用先并后串的成组方式，不仅可以提高电池组的性能可靠性，还能保证电池组的使用寿命。BMS被动均衡技术先于主动均衡在电动市场中应用，技术也较为成熟。

电池计量芯片(电量计IC)主要用来采集电芯电压、温度、电流等信息，通过库仑积分和电池建模等方式计算电池电量、健康度等信息，并通过I2C/SMBUS/HDQ等通信端口与外部主机通信。电量计IC与电池保护IC既可分立，也可集成。一级保护IC可以控制充、放电MOSFET，保护动作是可恢复的，即当发生过充、过放、过流、短路等安全事件时就会断开相应的充放电开关，安全事件解除后就会重新恢复闭合开关，不影响电池的继续使用。硬件、算法和固件是电量计芯片的三大关键要素，硬件用来实现高精度采样和低功耗运行;算法用来对电池进行建模;固件用来实现算法编程，计算输出容量信息。在选择电量计芯片时，通常需要考虑到电芯化学类型、电芯串联数目、通信接口、电量计放在电池包内(Pack-side)还是放在系统板上(System-side)、电量计算法、是否集成电池保护均衡等功能、支持充放电电流大小，以及存储介质和封装形式等。BMS保护板作为户外电源的关键组件，其性能直接关系到电源的安全性、耐用性和效率。BMS工作原理

两轮电动车BMS锂电池保护板行业内成为两轮电动车电池保护板分为硬件板与软件板。家用储能BMS电池管理系统软件设计

基于模型的方法估算电池SOC，包括电化学阻抗频谱法(EIS)和等效电路模型(ECM)，通过模拟电池的电化学反应和电气行为来进行深入的SOC分析。这些方法可评估内阻、容量和其他关键参数，从而多方面了解各种运行条件下的SOC。卡尔曼滤波是另一种流行的基于模型的技术，它能整合来自多个传感器的数据，即使在动态环境中也能精确估算SOC。然而，卡尔曼滤波法的准确性容易受到传感器漂移、极端温度变化和电池行为变化等外部因素的影响。大多数电动汽车使用不同的技术组合来准确测量SOC。库仑计数和OCV快速获得基本数据，而EIS、ECM和卡尔曼滤波则提供更详细和更精确的信息。除此之外，神经网络，人工智能的应用也在不断的提高SOC的准确性。家用储能BMS电池管理系统软件设计