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BMS電池管理系統的核心功能及技術挑戰

Simon觀察 ? 來源:電子發燒友 ? 作者:黃山明 ? 2025-04-26 00:14 ? 次閱讀
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電子發燒友網報道(文/李彎彎)新能源電池管理系統BMS是電動汽車和混合動力汽車的核心技術之一,負責監控、控制和優化電池組的性能、安全及壽命。

BMS的核心功能有:其一是電池狀態監測,包括電壓/電流/溫度監測,實時采集單體電池和電池組的電壓、電流、溫度等參數,防止過充、過放或過熱;SOC估算,估算電池剩余電量(類似“油表”功能),精度直接影響續航里程預測;SOH評估,評估電池健康狀態(容量衰減、內阻變化),預測電池壽命。

其二是均衡管理,包括被動均衡,通過電阻消耗高電量電池的能量,使各單體電量一致(成本低但效率低);主動均衡,通過能量轉移(如電感、電容)平衡電池間差異,提升整體利用率(效率高但成本高)。

其三是熱管理,通過液冷、風冷或相變材料控制電池溫度,確保其在最佳工作范圍(通常20-40℃),低溫加熱(防止鋰析出)和高溫散熱(防止熱失控)是關鍵。

此外,還有故障診斷與保護,檢測短路、漏電、絕緣失效等故障,觸發熔斷器或繼電器切斷電路,熱失控預警(如監測氣體、煙霧、壓力突變)。通信與數據記錄,與整車控制器(VCU)、充電樁等交互,上傳電池狀態數據,存儲歷史數據用于故障分析和優化算法

在上周的慕尼黑上海電子展上,就有多家公司展出了電池熱管理系統的相關方案。如揚杰科技展示了其BMS用的信號MOSFETCAN/LIN ESD、穩壓管、TVS等器件。

銀河微電展示了其電源系統包括電池管理系統BMS、車載充電機OBS/DCDC(多合一)、車載無線充的解決方案,如用于IGBT保護的TVS、推挽升壓的N+P組合雙極性三極管、OBC PFC/自舉升壓的Sic SKY、400/800V平臺BMS的光電器件(BI8801、BLS258)。

還有TI的無限電池管理系統,該系統具備合格的網絡安全措施和出色的鏈路可靠性,確保可靠地監測電池電芯并管理電動汽車和大型儲能系統中的平衡電流。通過開放和靈活的軟件層,實現了高度模塊化和靈活的BMS架構。這種設計不僅降低了車輛總重量,從而提高了行駛里程,還盡量減少了連接器、電纜和線束的機械故障風險,這款方案使用了德州儀器CC2662-Q1和BQ79758-Q1。CC2662-Q1是汽車認證的SimpleLinkTM無線MCU,BQ79758-Q1是電池監控器和平衡器。

還有上海永銘用于BMS電池管理系統的電容器,包括高分子混合動力鋁電解電容器VHT系列,以及也太鋁電解電容器VSM/VMM/VKL系列。

BMS的關鍵技術挑戰在于高精度算法、電池一致性管理、熱管理優化、安全與可靠性等,如熱管理優化方面,高能量密度電池對溫度敏感,需高效散熱設計、低溫環境下電池性能下降,需預加熱策略;安全可靠性方面,防止熱失控擴散,冗余設計提升系統容錯能力等等。可以看到產業鏈企業正在從電容、功率器件、MCU等多個方面對電池管理系統進行優化。






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