BMS室电池管理系统知识讲座中航锂电技术研究院汇报人：吕少锋12/20/2024第一页，共四十五页。BMS室BMS室什么是电池管理系统为什么需要BMSBMS功能、组成及拓扑结构第一篇12/20/2024第二页，共四十五页。BMS室BMS室什么是电池管理系统？电池管理系统（BatteryManagementSystem）来自Wikipedia的定义：ABatteryManagementSystem(BMS)isanyelectronicdevicethatmanagesarechargeablebattery(cellorbatterypack),suchasbymonitoringitsstate,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。12/20/2024第三页，共四十五页。BMS室BMS室为什么锂电池需要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。12/20/2024第四页，共四十五页。BMS室BMS室锂电池工作原理12/20/2024第五页，共四十五页。BMS室BMS室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。12/20/2024第六页，共四十五页。BMS室BMS室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；电池组SOH评估；充放电均衡功能；绝缘检测及漏电保护；热管理控制（散热、加热）；关键数据记录（循环数据、报警数据）；电池故障分析与在线报警；通信功能（能够与充电机、电机控制器等通信）。12/20/2024第七页，共四十五页。BMS室BMS室BMS组成示意图图中所示为亿能BMS，采用主从结构(Master-Slave)，包含一个主控多个从控，每个从控最多管理60支电池。主控与充电机、车辆控制器通过外部CAN总线通信，主控与手持设备通过RS232通信，主从之间通过内部CAN总线级联。从控实现电压采集、温度采集、热管理，主控兼顾电流测量、绝缘检测以及与其他设备通信等功能。MSPC机主控模块检测模块1检测模块2检测模块N端子排端子排电池箱1电池箱2电池箱N……BMS内部CAN总线RS232电流传感器手持设备…………电压线电池组+电流+电池组-电流-绝缘检测电流检测CAN1端子排温度线风机线电压线温度线风机线电压线温度线风机线手持设备(RS232)统计和报表打印CAN2车辆控制器充电机车载仪表输出接口离线数据处理电池系统后台监控12/20/2024第八页，共四十五页。BMS室BMS室BMS拓扑结构---Distributed定义：电压、温度采集以及均衡等功能等分布到每支电池，通过总线与主控通信。优点：设计、构造简单，连线少，可靠性高，便于扩展。缺点：每支电池都需要一块控制板，安装繁琐、成本高。实例：GENASUNGLD，ElithionLithiumateBMS。12/20/2024第九页...
