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电池管理系统知识讲座

BMS室

什么是电池管理系统

为什么需要BMS

BMS功能、组成及拓扑结构

第一篇

BBMMSS室室2024-9-13

什么是电池管理系统？

电池管理系统（BatteryManagementSystem）

来自Wikipedia的定义：

ABatteryManagementSystem(BMS)isanyelectronicdevicethat

managesarechargeablebattery(cellorbatterypack),suchasby

monitoringitsstate,calculatingsecondarydata,reportingthatdata,

protectingit,controllingitsenvironment,and/orbalancingit.

个人观点：

电池管理系统是一种能够对蓄电池进行监控和管理的电子装置，

通过对电压、电流、温度以及SOC等参数采集、计算，进而控制电

池的充放电过程，实现对电池的保护、提升电池的综合性能。

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为什么锂电池需要BMS？

安全需求：

锂电池的缺点是“娇气”，1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。锂电池需要

BMS来严格控制充放电过程，避免过充、过放、过热。

功能需求：

锂电池在使用过程中需要知道电池的SOC参数，通过SOC预测电池的剩余电量。

BMS能够实时测算锂电池的SOC，满足客户应用需要。

大容量锂电池存在比较明显的不一致性，不一致性会影响电池的充放电

能力及循环寿命。BMS能够通过均衡改善不一致性，提升锂电池整体性能。

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℃。温度的变化会使电池的SOC、开路电压、内阻和可用电量发生变化，

甚至会影响到电池的使用寿命。通过BMS可以控制电池工作的环境温度，改善

电池特性。

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锂电池工作原理

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过充过放的本质

锂电池充放电过程

充电时，锂离子从正极板脱嵌，通过电解液嵌入到负极板上；

放电时，锂离子从负极板上脱嵌，并经由电解液嵌入到正极

板上；锂离子电池的充放电过程是锂离子在极板上的嵌入和

脱嵌过程。

充电时，随着锂离子的脱嵌，正极材料体积会发生

一定量的收缩；放电时，随着锂离子的嵌入，正极

材料体积会发生一定量的膨胀。

过充时，正极晶格会产生崩塌，锂离子在负极会形成锂枝晶

从而刺破隔膜，造成电池的损坏。

过放时，正极材料活性变差，阻止锂离子的嵌入，电池容量

急剧下降。如果发生正极材料体积过度膨胀，也会破坏电池

的物理结构，造成电池的损坏。

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BMS的基本功能

单体电池电压采集；

单体电池温度采集；

电池组电流检测；

单体/电池组SOC测算；