鋰電池BMS管理系統(tǒng)中的電路保護原理及器件選型

鋰電池bms管理系統(tǒng)中的電路保護

bms概述
bms是battery management system的第一個字母簡稱組合，稱之謂電池管理系統(tǒng)。bms主要就是為了智能化管理及維護各個電池單元，防止電池出現(xiàn)過充電和過放電，延長電池的使用壽命，監(jiān)控電池的狀態(tài)。bms電池管理系統(tǒng)單元包括bms電池管理系統(tǒng)、控制模組、顯示模組、無線通信模組、電氣設備、用于為電氣設備供電的電池組以及用于采集電池組的電池信息的采集模組，所述bms電池管理系統(tǒng)通過通信接口分別與無線通信模組及顯示模組連接，所述采集模組的輸出端與bms電池管理系統(tǒng)的輸入端連接，所述bms電池管理系統(tǒng)的輸出端與控制模組的輸入端連接，所述控制模組分別與電池組及電氣設備連接，所述bms電池管理系統(tǒng)通過無線通信模塊與server服務器端連接。

為什么鋰電池需要bms管理系統(tǒng)?
鋰電池存在安全性差，時有發(fā)生爆炸等缺陷。尤其是鈷酸鋰為正極材料的鋰電池不能大電流放電，安全性較差。此外，幾乎所有種類的鋰電池過度充電或過度放電都會引起電芯不可逆轉的損傷。鋰電池對溫度也極為敏感：如果在溫度過高的狀況下使用，可能引起電解液分解、燃燒甚至爆炸;溫度過低將導致鋰電池的各項性能明顯惡化，影響設備的正常使用。
由于鋰電池制作工藝的限制，每個電池單元的內阻、容量等均會存在差異。當多個電池單元串聯(lián)使用時，會引起各個電芯的充放電速率不一致，這導致了電池容量的利用率低下。鑒于此，鋰電池在實際使用過程中通常需要專門的保護系統(tǒng)來監(jiān)控電池的健康狀態(tài)，從而管理鋰電池的使用過程。鋰電池管理系統(tǒng)能有效的對鋰電池組進行有效的監(jiān)控、保護、能量均衡和故障警報，進而提高整個動力電池組的工作效率和使用壽命。鋰電池由于其工作電壓高、體積小、質量輕、能量密度大、無記憶效應、無污染、自放電小、循環(huán)壽命長等眾多優(yōu)點而被廣泛使用在各種精密設備上。

bms動力鋰電池管理系統(tǒng)的原理：
鋰電池管理系統(tǒng)（bms），通過檢測動力電池組中各單體電池的狀態(tài)來確定整個電池系統(tǒng)的狀態(tài)，并根據它們的狀態(tài)對動力電池系統(tǒng)進行對應的控制調整和策略實施，實現(xiàn)對動力鋰電池系統(tǒng)及各單體的充放電管理以保證動力電池系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運行。
典型鋰電池管理系統(tǒng)拓撲圖結構主要分為主控模塊和從控模塊兩大塊。具體來說，由中央處理單元（主控模塊）、數據采集模塊、數據檢測模塊、顯示單元模塊、控制部件（熔斷裝置、繼電器）等構成。
一般通過采用內部can總線技術實現(xiàn)模塊之間的數據信息通訊。
基于各個模塊的功能，bms能實時檢測動力鋰電池的電壓、電流、溫度等參數，實現(xiàn)對動力電池進行熱管理、均衡管理、高壓及絕緣檢測等，并且能夠計算動力電池剩余容量、充放電功率以及soc&soh狀態(tài)。

bms主要拓撲圖

一．充放電回路中mos管的防護電路

bms充放電回路中mos管， 開關瞬間電流的突變而產生漏極尖峰電壓，進而損壞mos管，功率管開關速度越快，產生的過電壓也就越高。為了防止器件損壞，會在gs間增加大功率的tvs管

產品推薦使用semiware svc150和svc500系列高可靠性tvs瞬態(tài)抑制產品，選型根據電池的最高電壓和mos的耐壓來選擇

二．can bus的esd防護

三．rs485防護器件選擇