有人了解锂电池平衡技术吗？
<p>被动平衡和主动平衡都是如何实现的，有人能介绍一下吗？现在的主流方案有哪些？</p><p>找到一篇讲电池主动平衡原理的，你看看</p>
<p>电池主动平衡的工作原理及其优势 <a href="https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1293233-1-1.html" target="_blank">https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1293233-1-1.html</a></p>
这是BMS要干的活啊，而且还只是BMS最小的一个功能 <section>BMS（battery management system），是电动汽车不可或缺的重要部件，是管理和监控动力电池的中枢，管理、维护、监控电池各个模块，肩负着防止电池过充过放电、延长电池使用寿命、帮助电池正常运行的重任。</section>
<section> </section>
<section>电池管理系统（BMS）是连接车载电池和电动车的重要纽带，它主要的功能包括：电池物理参数实时监测、电池状态估计、在线诊断与预警、充放电与预充控制均衡管理、热管理等等。以上哪个功能实现不好，都会让电池出现致命的危害。</section>
<p><img _width="486px" alt="图片" crossorigin="anonymous" data-fail="0" data-gallery data-imgfileid="100018678" data-index="2" data-original- data-ratio="0.5370370370370371" data-s="300,640" data-src="https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_jpg/mhldZFK6DwGIskCtYxpCXOMvyVia5SuaPPGj9uWCOiaXNPwXwIOD9cQ1czAwgTBoCNQdsL1lBxxx0ZNCutbtWQAQ/640?wx_fmt=jpeg&from=appmsg" data-type="jpeg" data-w="486" src="https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_jpg/mhldZFK6DwGIskCtYxpCXOMvyVia5SuaPPGj9uWCOiaXNPwXwIOD9cQ1czAwgTBoCNQdsL1lBxxx0ZNCutbtWQAQ/640?wx_fmt=jpeg&from=appmsg&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1" /></p>
<section> </section>
<p><img _width="467px" alt="图片" crossorigin="anonymous" data-fail="0" data-gallery data-imgfileid="100018677" data-index="3" data-original- data-ratio="0.7858672376873662" data-s="300,640" data-src="https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_jpg/mhldZFK6DwGIskCtYxpCXOMvyVia5SuaPudXezsy7JCL9EFSh2FFZxiaMziaoGVwxHdVRKkg1uacicl5kwe1IgxHrw/640?wx_fmt=jpeg&from=appmsg" data-type="jpeg" data-w="467" src="https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_jpg/mhldZFK6DwGIskCtYxpCXOMvyVia5SuaPudXezsy7JCL9EFSh2FFZxiaMziaoGVwxHdVRKkg1uacicl5kwe1IgxHrw/640?wx_fmt=jpeg&from=appmsg&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1" /></p>
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<p data-m>主流BMS配套企业都有哪些？</p>
</section>
</section>
<section data-m mpa-from-tpl="t"><img _width="20px" alt="图片" crossorigin="anonymous" data-fail="0" data-index="5" data-original-style="null" data-ratio="1" data-src="https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_png/ib23rX2Ad9bPGw5mChgMothbmMk9QqEUgnhK4EId7optbqfe4LqS0TSZ9P9PJ1mowbaEoSgia45OIiaqzUqDcvAgA/640" data-w="20" src="https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_png/ib23rX2Ad9bPGw5mChgMothbmMk9QqEUgnhK4EId7optbqfe4LqS0TSZ9P9PJ1mowbaEoSgia45OIiaqzUqDcvAgA/640?tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1" /></section>
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<p> </p>
<section>让我们来看看目前主流国产纯电汽车的BMS分别是由哪些厂家提供的？</section>
<section> </section>
<section>BMS作为衔接电池组、整车系统和电机的重要纽带，是动力电池组的核心技术，也是衡量一部纯电动整车性能的最为重要的指标。</section>
<section> </section>
<section>BMS系统自身的复杂性决定了它具有很强的技术壁垒，需要技术研发时间，它的成本约占电池组总成本的20％左右。</section>
<section> </section>
<section>我国BMS企业大体分为几种类型：电池厂自营、整车厂自营、第三方经营。</section>
<section> </section>
<section>1）电池厂自营类的，目前国内第一梯队动力电池企业有：宁德时代、中信国安盟固利、国轩高科、微宏动力等，它们掌握整套核心技术优势，有很强的市场竞争力。</section>
<section> </section>
<section>2）整车厂自营的，以比亚迪、北汽新能源、中通客车为代表，除了掌握核心技术，在成本方面也比其他企业有优势。</section>
<section> </section>
<section>3）第三方提供的代表企业有东莞钜威动力、惠州市亿能电子、深圳科列技术等企业。</section>
<section> </section>
<section>下面让我们来看看目前在为主流新能源车型配套BMS的企业排名（2019年9月新能源汽车BMS装机量TOP20），我们所购买的大部分国产纯电动车的BMS来自这些企业，看完这个装机量数据，相信对你的选购纯电动汽车也会有不少帮助。</section>
<section><img _width="535px" alt="图片" crossorigin="anonymous" data-fail="0" data-imgfileid="100018679" data-index="6" data-original-style="null" data-ratio="0.7588785046728972" data-src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/2d29smeY0icepeKacecNzcQ8OTA5DiaLN7BAb3JFC1II3RZ3aoNaYc7GTAh6Z9ibSbCL122vlKwXJ6BLavTUfjUMg/640?wx_fmt=jpeg&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1&tp=wxpic" data-w="535" src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/2d29smeY0icepeKacecNzcQ8OTA5DiaLN7BAb3JFC1II3RZ3aoNaYc7GTAh6Z9ibSbCL122vlKwXJ6BLavTUfjUMg/640?wx_fmt=jpeg&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1&tp=webp" /></section>
<section> </section>
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<p data-m>BMS的功能有多重要？</p>
</section>
</section>
<section data-m mpa-from-tpl="t"><img _width="20px" alt="图片" crossorigin="anonymous" data-fail="0" data-index="8" data-original-style="null" data-ratio="1" data-src="https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_png/ib23rX2Ad9bPGw5mChgMothbmMk9QqEUgnhK4EId7optbqfe4LqS0TSZ9P9PJ1mowbaEoSgia45OIiaqzUqDcvAgA/640" data-w="20" src="https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_png/ib23rX2Ad9bPGw5mChgMothbmMk9QqEUgnhK4EId7optbqfe4LqS0TSZ9P9PJ1mowbaEoSgia45OIiaqzUqDcvAgA/640?tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1" /></section>
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<section> </section>
<section>BMS是电动汽车的命之脉！</section>
<section> </section>
<section>BMS是连接电池和整车的纽带，它处理的信号足够丰富，它们包括：电芯、碰撞、CAN、充电、水泵、高压、绝缘等等。一次过放电就会造成电池的永久性损坏，极端情况下锂电池过热或者过充电会导致热失控、电池破裂甚至爆炸。所以，BMS要进行严格的控制充放电，避免过充、过放、过热。</section>
<section> </section>
<section>电池在不同的温度下会有不同的工作性能，锂离子电池的最佳工作温度为25－40度。BMS通过均衡改善不一致性，提升锂电池整体性能。</section>
<section><img _width="530px" alt="图片" crossorigin="anonymous" data-fail="0" data-imgfileid="100018680" data-index="9" data-original-style="null" data-ratio="0.7849056603773585" data-src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/2d29smeY0icepeKacecNzcQ8OTA5DiaLN7jp4horDEqb8Bic7eIo52x5xOib9GdWickaGankGUNQyrEqa9kPN8N3lGg/640?wx_fmt=jpeg&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1&tp=wxpic" data-w="530" src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/2d29smeY0icepeKacecNzcQ8OTA5DiaLN7jp4horDEqb8Bic7eIo52x5xOib9GdWickaGankGUNQyrEqa9kPN8N3lGg/640?wx_fmt=jpeg&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1&tp=webp" /></section>
<section> </section>
<section>电动车以锂电池为主要动力驱动来源，源于锂电池有高能量密度优势，所以性能较为稳定。然而锂电池大量生产时品质不易掌握，电池芯出厂时电量存在细微差异，且随着操作环境改变等因素，电池间不一致性将愈趋明显，电池效率、寿命也都将变差，再加上过充或过放等情况，严重时可能导致起火燃烧等安全问题。</section>
<section> </section>
<section>通过BMS能准确量测电池组使用状况，保护电池不至于过度充放电，平衡电池组中每一颗电池的电量，以及分析计算电池组的电量并转换为可理解的续航力信息，确保动力电池安全运作。</section>
<section> </section>
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<section data-m mpa-from-tpl="t"><img _width="28px" alt="图片" crossorigin="anonymous" data-fail="0" data-index="10" data-original-style="null" data-ratio="0.9285714285714286" data-src="https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_png/oE3Tpwt5icqYjJfiaZB5yVmWULU1d2WbXYTEiatEAiaxKUpdjpKZoNxx6Ge9qJmvTm8a9AnosB3Ihvs5MRibFzPiaxnQ/640" data-w="28" src="https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_png/oE3Tpwt5icqYjJfiaZB5yVmWULU1d2WbXYTEiatEAiaxKUpdjpKZoNxx6Ge9qJmvTm8a9AnosB3Ihvs5MRibFzPiaxnQ/640?tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1" /></section>
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<p data-m>BMS之争：特斯拉PK雪佛兰Bolt</p>
</section>
</section>
<section data-m mpa-from-tpl="t"><img _width="20px" alt="图片" crossorigin="anonymous" data-fail="0" data-index="11" data-original-style="null" data-ratio="1" data-src="https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_png/ib23rX2Ad9bPGw5mChgMothbmMk9QqEUgnhK4EId7optbqfe4LqS0TSZ9P9PJ1mowbaEoSgia45OIiaqzUqDcvAgA/640" data-w="20" src="https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_png/ib23rX2Ad9bPGw5mChgMothbmMk9QqEUgnhK4EId7optbqfe4LqS0TSZ9P9PJ1mowbaEoSgia45OIiaqzUqDcvAgA/640?tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1" /></section>
</section>
</section>
</section>
<p> </p>
<section>如果没有好的BMS，电动汽车就是一块移动炸弹！</section>
<section> </section>
<section>电池管理系统的主要目的就是保证电池系统的设计性能，从安全性、耐久性、动力性三个方面提供作用。安全性方面，BMS电池管理系统能保护电池单体免受损坏，防止出现安全事故；耐久性方面，BMS电池管理系统能使电池工作在可靠的安全区域内，延长电池的使用寿命；动力性方面，将电池的工作状态维持在满足车辆要求的情况下。</section>
<section> </section>
<section>特斯拉的电池管理系统是当今最成熟的系统。它得益于深度学习和人工智能的充分应用，特斯拉的BMS可以不断获得实际驾驶的大数据，然后对算法进行自我强化，从而使特斯拉电池组的续航时间相对更长。</section>
<section> </section>
<section><strong>下面我们以特斯拉Model3为例，罗列一下它的BMS的五大特性：</strong></section>
<section> </section>
<section>1． 4416颗低容量的小电池支撑起75kWh的系统，大量的小电芯让电池系统更稳定。</section>
<section> </section>
<section>2． 虽然电池是采购的，但是特斯拉自己研制管理系统，可对每一颗电芯进行温度管理。</section>
<section> </section>
<section>3． 采用两阶段法进行电芯平衡，获得更高的电池利用效率，具备了相对较低的衰减速度。</section>
<section> </section>
<section>4． 特斯拉通过使用不导热材料和嵌入温度计，降低NCA电池的相对易燃性。</section>
<section> </section>
<section>5． 特斯拉积累BMS相关的经验数据：驾驶、充电、电池温度、电池容量变动等等。</section>
<section> </section>
<section><strong>特斯拉BMS的五大特性带来了很多的优势：</strong></section>
<section> </section>
<section>1． 大多数电动汽车在4－8年内电池容量下降至80％以下，而大多数特斯拉保持90％以上。</section>
<section> </section>
<section>2． 特斯拉BMS有很高的风险容忍度，最大限度利用大数据来维护和管理大量的电芯。</section>
<section> </section>
<section>3． 特斯拉系统可使用相同的电池来满足轿车、卡车、跑车、SUV或其他类型汽车。</section>
<section> </section>
<section><strong>除了明显的优点，特斯拉电池包的弱点也很明显：</strong></section>
<section> </section>
<section>1． 电芯的安全性相对较差：Model S和 Model X都发生过多起燃烧事故，新款的Model 3的所有电芯都用阻燃材料做了固定，相对难以燃烧。</section>
<section> </section>
<section>2． 模组更换成本高：坏一些电芯不会影响电池包整体性能，但模组损坏了更换成本更贵。</section>
<section> </section>
<section>3． 有瞬间失控的风险：一旦出现短暂电力缺失，电力控制系统不能及时激活，会使安全保护和温度控制的功能失效。</section>
<section> </section>
<section><strong>在美国新能源汽车销量榜上，除了特斯拉遥遥领先之外，就是雪佛兰的Bolt了。与特斯拉的BMS相比，雪佛兰Bolt的BMS有如下特点：</strong></section>
<section> </section>
<section>1． Bolt BMS中监控电压及温度的芯片非自己研发，是LG化学设计，交由ST微电子生产。</section>
<section> </section>
<section>2． Bolt有25个BMS MCUs ， Model 3有18个。</section>
<section> </section>
<section>3． Bolt只有单阶段电芯平衡，如果增加电池容量，会造成电芯平衡精确度失衡，从而衰减速度更快。</section>
<section> </section>
<section>综合而言，我们完全可以得出这样的结论：特斯拉的BMS确实是非常优秀的。</section>
<h1><span style="font-size:16px;"><a href="https://download.eeworld.com.cn/detail/sigma/624773" target="_blank">锂电池平衡原理</a></span></h1>
<p><a href="https://download.eeworld.com.cn/detail/WSCN66/569582" target="_blank"><span style="font-size:16px;">基于STM单片机的智能锂电池组平衡充电器设计</span></a></p>
<p><a href="https://download.eeworld.com.cn/detail/PKelect/294120" target="_blank"><span style="font-size:16px;">混合动力汽车锂电池主动平衡快速充电技术</span></a></p>
<p> </p>
<p><strong>被动平衡</strong>： 被动平衡技术通过在电池组中电压较高的电芯上连接一个电阻，以耗散能量并降低电芯的SOC，从而实现电芯间的电压平衡。这种方法的优点是电路结构简单，成本较低，但缺点是能量利用率低，会增加模组的散热，并且只能在充电周期内进行。被动平衡的电流通常限制为0.25A，主要适用于容量较低的电池组。</p>
<div class='shownolgin' data-isdigest='no'><p><strong>主动平衡</strong>： 主动平衡技术则是通过电力电子器件将电能从电压高的电芯转移到电压低的电芯，实现能量的重新分配。主动平衡的优点包括均衡速度快、能量利用率高，且可以在充电或放电期间进行，有助于延长电池组的运行时间。主动平衡的电流可高达6A，支持更大容量的电池单元。主动平衡的拓扑结构主要包括基于电容、电感和变压器的方法。</p>
</div><script>showreplylogin();</script><script type="text/javascript">(function(d,c){var a=d.createElement("script"),m=d.getElementsByTagName("script"),eewurl="//counter.eeworld.com.cn/pv/count/";a.src=eewurl+c;m.parentNode.insertBefore(a,m)})(document,523)</script> <div class='shownolgin' data-isdigest='no'><p>目前，主动平衡技术因其高电流、快速平衡等优势而越来越多地被采用。例如，MP264x系列器件是高度集成的双向升降压主动平衡器，可以在两个串联的锂离子电芯之间提供高达3A的电荷重分配。此外，双向升降压主动平衡器因其简单、可靠而被认为在三种类型的主动平衡器中最为有效。</p>
<p>在实际应用中，电池管理系统（BMS）会根据电池的特性和均衡算法的原理，建立电池模型和均衡算法模型，通过仿真来评估均衡效果和性能。例如，基于buck boost拓扑的主动均衡方法可以在Simulink中进行仿真验证。</p>
</div><script>showreplylogin();</script> <div class='shownolgin' data-isdigest='no'><p>几种常见的主动平衡方案：</p>
<ol>
<li>
<p><strong>基于变压器的主动平衡器</strong>：这种方案使用双向反激式变换器允许电荷双向传输。每个电池单元都需要一个变换器和变压器，但这种方法可能需要多个变压器，导致解决方案体积大且成本高。</p>
</li>
<li>
<p><strong>开关矩阵+变压器主动平衡器</strong>：这种方法通过开关阵列将一个变压器连接到每个电芯，从而减少变压器的数量。它允许在充电或放电期间每个电芯与电池组或辅助电源轨交换能量，具有只需要一个变压器的优点。</p>
</li>
<li>
<p><strong>双向升降压主动平衡器</strong>：这种方案利用升降压电池充电器技术，将电荷移动到直接相邻的电芯。这种方案简单且可靠，可以在整个电池组中移动电荷，是目前主流的主动平衡技术之一。</p>
</li>
</ol>
</div><script>showreplylogin();</script> <div class='shownolgin' data-isdigest='no'><ol>
<li>
<p>‌<strong>并联均衡电路法</strong>‌：在每个单体蓄电池上增设一个并联电路，用于分流。当某个蓄电池充满时，均衡装置会防止其过度充电，并将多余电能转换为热能，同时继续为其他未充满的蓄电池供电。这种方法简单易行，但能量损失较大。</p>
</li>
<li>
<p>‌<strong>电压参数均衡法</strong>‌：以各蓄电池的电压为均衡目标，通过控制开关使电容交替与相邻的两个蓄电池连接。电容从高电压蓄电池接收电能后，再向低电压蓄电池放电，直至两者电压趋于一致。这种方法有效解决了蓄电池包电压不均衡的问题，但主要适用于蓄电池数量较少的场景。</p>
</li>
<li>
<p>‌<strong>单片机控制模块法</strong>‌：整个系统由单片机控制，每个单体蓄电池都配备有独立的模块。这些模块根据预设程序对各单体蓄电池进行充电管理，并在充电完成后自动断开连接。这种方法能够实现对单体电池的精确控制，但成本较高。</p>
</li>
</ol>
</div><script>showreplylogin();</script> <div class='shownolgin' data-isdigest='no'><p>看下ADI的方案--那里面讲的比较明白</p>
</div><script>showreplylogin();</script> <div class='shownolgin' data-isdigest='no'><p>找本BMS的书嗑呗，现在技术还挺成熟的，论坛上应该有</p>
</div><script>showreplylogin();</script>
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