锂电池组在线均衡BMS健康管理方法研究
锂电池为什么需要BMS电池管理
锂电池为什么需要BMS电池管理系统？锂电池处于严重过充电状态下还存在爆炸的危险，造成锂电池组损坏的同时还对使用者的人生安全造成威胁。
因此，必须为锂电池组配备一套具有针对性的锂电池管理系统BMS从而对电池组进行有效的监控、保护、能量均衡和故障警报，进而提高整个锂电池工作效率和使用寿命。
(1)安全性锂电池存在安全性差，时有发生爆炸等缺陷。
尤其是钻酸锂为正极材料的锂电池不能大电流放电,安全性较差。
此外，几乎所有种类的锂电池过度充电或过度放电都会引起电芯不可逆转的损伤。
锂电池对温度也极为敏感：如果在温度过高的状况下使用，可能引起电解液分解、燃烧甚至爆炸;温度过低将导致锂电池的各项性能明显恶化，影响设备的正常使用。
由于电池制作工艺的限制，每个电池单元的内阻、容量等均会存在差异。
当多个电池单元串联使用时,会引起各个电芯的充放电速率不一致，这导致了电池容量的利用率低下。
鉴于此，锂电池在实际使用过程中通常需要专门的保护系统来监控电池的健康状态，从而管理锂电池的使用过程。
(2)可维护性锂电池低温下容量衰减和电量无法准确预测使得设备的可维护性较差。
长期在线的仪表需要定期更换电池，而远程监控设备工作站点分散，各个站点之间路途遥远，因此更换电池工作量巨大，成本高昂。
为了减小维护的工作量，降低维护成本，需要锂电池BMS管理系统具有准确的电荷状态估算功能以准确掌握电池的电荷状态，更有目的地进行电池更换工作;同时还需要电池管理系统具有较低的自身功耗，以降低维护频率，延长电池的使用寿命。
因此对长时间持续供电的远程监控仪表，合理地设计锂电池BMS管理系统对设备的维护有着非常重要的意义。
BMS锂电池管理系统的作用电池管理系统(BMS)是一套保护电池使用安全的控制系统,时刻监控电池的使用状态,通过必要措施调节电池的异常使用状态,为换电柜及车辆的使用安全提供安全保障。
BMS锂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。
电池管理系统(BMS)及其均衡充电的方法
电池管理系统(BMS)及其均衡充电的方法陈洋;李荣正【摘要】电池管理系统的优劣直接影响动力电池性能的发挥以及整个系统的安全性.从锂电池的特点出发,设计了相关的硬件电路和控制软件,提出一种对串联锂电池组的有效管理方法,实现对串联锂电池组工作状态下的监控.实验结果证明,系统能对串联锂电池组高效、安全的使用提供有效的保障.【期刊名称】《上海工程技术大学学报》【年(卷),期】2015(029)003【总页数】5页(P213-217)【关键词】电池管理系统;均衡控制;新能源;串联锂电池组【作者】陈洋;李荣正【作者单位】上海工程技术大学电子电气工程学院,上海201620;上海工程技术大学电子电气工程学院,上海201620【正文语种】中文【中图分类】TM912.9Keywords:batterymanagementsystem(BMS);balancedcontrolling;newenergy;seriesconnectedLi-ionbatteries能源危机和环境污染已然成为影响社会发展的两大难题,当今世界各国都在致力于解决这两大难题[1].在世界各国人民不断呼吁“低碳生活”的背景下,新能源开始占据着越来越重要的地位,锂电池作为新能源的一部分,得到了空前的发展.尤其近年来电动汽车的发展,更将锂电池的应用推向一个新的高峰.我国政府和企业不断加大对电动汽车产业的投入,迫切希望提升电动汽车的自主研发能力[2],而电池管理系统正是制约其发展的关键因素. 近年来,虽然我国在电池管理系统技术方面取得了很多突破,但是在数据采集的可靠性和安全性等方面仍需进一步改善.电池管理系统(BMS)及其均衡充电的方法尤其注重系统数据的可靠性,确保锂电池组的安全使用.由于功率和电压的限制,锂电池在大多数应用场合都需要串联使用,然而锂电池在容量、内阻、自放电率上的不同很容易造成电池容量的差异,因为“木桶效应”的存在,整个锂电池组的有效容量就会取决于最小容量的单体电池[3].除此之外,确保锂电池在使用过程中的安全性也同样具有挑战.因此,为锂电池组配备电池管理系统以确保电池组高效、安全的使用就变得至关重要了.电池管理系统及其均衡充电系统主要由主控单元、电池电压转换单元、充电控制单元、均衡放电单元组成.主控单元主要负责电池电压、负载电流、环境温度的采集和显示,电池的均衡判断,以及其他异常状态的处理;电池电压采样单元负责将单节锂电池端电压的模拟信号转换为数字信号;充电控制单元主要负责充电过程中充电电压和充电电流的控制;均衡放电单元负责在电池电压达到放电阈值时提供一条能量释放通道,确保电池不超过其极限电压,系统结构框图如图1所示.根据电池管理系统及其均衡充电系统的功能,分别设计了主控单元、电池电压转换单元、充电控制单元和均衡放电单元的相关硬件电路.系统主控单元的电路设计主要包含了单片机最小硬件系统设计、温度测量电路、电流测量以及液晶显示电路的设计.系统主控芯片选用了STC系统的单片机,其单时钟/机器周期(1T)的工作模式大大提高了系统运行速度,丰富的外围接口以及极低的成本使其在很多场合都应用广泛;温度的测量选用了DALLAS公司生产的单线数字式集成温度传感器ds18B20,其具有体积小、硬件开销低、抗干扰能力强、精度高等特点;电流测量采用串联电流采样电阻方式,利用差分放大器提取采样电阻两端电压,单片机AD端口采样该电压,通过一定的计算得到锂电池组的负载电流;系统的显示部分选用了硬件连接简单、控制方便、显示效果丰富的工业串口液晶屏,主控单元电路如图2所示.由于锂电池对电压非常敏感,必须精确测量锂电池的端电压,精确的电压测量也是决定电池管理系统优良的关键因素.常用针对串联锂电池组的电压采样方法主要有串联电阻分压法、浮动地技术法和线性放大器差分采样法等[4].这些方法虽然各有利弊,但是随着微电子技术的发展,单片集成度越来越高,使用单片系统已经成为一种趋势.本系统采用了ADI推出的串联锂电池组电压采集芯片AD7280A,电池电压转换单元的具体电路原理图如图3所示.锂电池充电一般分为3个阶段:预充电阶段、恒流充电阶段和恒压充电阶段,预充电主要针对深度放电的锂电池,以小电流充电来修复深度放电的电池,当锂电池电压上升到一定的值后,便可进入恒流充电,锂电池的电能补充大部分是在恒流充电阶段完成的,此时锂电池端电压不断上升,最后进入恒压充电,维持锂电池端电压不变,充电电流开始下降,直至下降到设定的阈值,锂电池的电能就补充完成.本系统选用了德州仪器(TI)公司推出的同步开关模式电池充电控制器BQ24650,除了包含上述基本功能外,它还拥有温度控制功能,由于锂电池充电的温度范围为0~45℃,当不满足这一条件时,它能自动暂停充电,直到温度重新回到合理范围内,再次开启充电,充电控制单元的原理图如图4所示.锂电池在充电过程中必须严格控制电池端电压,电池一旦过压不但使电池容量受损,而且容易引发安全事故[5].电池均衡方式分为主动式均衡和被动式均衡两种[6],主动式均衡能够将电量相对充足的电池的能量向电量相对低的电池转移,能量的利用率高,并且在充放电阶段都可实现.而主动式均衡控制复杂,成本高,相关技术并不成熟,所以目前应用较广的还是被动式均衡.被动式均衡一般均采用并联电阻方式,将多余的电池能量以热能方式耗散掉,当某节电池需要均衡时,为电池提供一条放电通路,被动式均衡通常用于充电阶段,当电池达到充电上限电压时,避免电池电压继续上升,均衡放电单元电路如图5所示.电池管理系统及其均衡充电系统的软件以KeiluVision4为开发环境,采用C语言编程,系统的软件流程图如图6所示.系统上电之后首先进行系统初始化,包括端口、系统时钟、打开看门狗等设置,然后进入工作循环,启动电池电压的转换,通过SPI通信读取电压转换单元的电压转换结果,接着采集环境温度以及锂电池组的负载电流情况,包括是否有电池电压达到设定的均衡阈值,是否有电池电量不足,环境温度是否在正常范围内等,进行分析判断,根据情况采取措施,最后将锂电池组的各种状态信息进行显示.选取6节串联锂电池组,对每节锂电池进行单独放电处理,使得锂电池组中出现电压不平衡,然后对串联锂电池组进行充电,测量并记录锂电池组在均衡和未均衡情况下充电前和充电后的单节锂电池电压,重复进行多次实验,其中两次实验的数据分别见表1和表2.在串联锂电池组的使用中,如果不采取均衡措施,整个锂电池组的容量取决于在充电状态下最先达到充电上限电压的那节电池,而最先达到充电上限电压的电池容量往往是整个电池组中容量最低的电池,因此,整个锂电池组的实际容量就大大降低.通过上述的实验结果表明,采取了均衡措施以后,每个单节锂电池的能量都能得到有效补充,从而有效避免了这一问题.电池管理系统及其均衡充电的方法搭建了一个基本的电池管理系统模型,主要解决了由于串联锂电池组的物理特性不一致而引起的充电不平衡问题,并且能够对其工作状态进行监视,在出现不正常状态时及时切断主回路,并发出提示信息,从而避免安全事故的发生,为串联锂电池组的安全、高效使用提供了行之有效的解决方案.[1] Vechiu I,Curea O,Camblong H. Transient operation of a four-leg inverter for autonomous applications with unbalanced load [J].IEEE Tra ns actions on Power Electronics,2010,25(2):399-407.[2] 汪世国.电动汽车电池管理系统(BMS)现状分析[J].汽车实用技术,2014(2):65-67.[3] 李仲兴,余峰,郭丽娜. 电动汽车用锂电池组均衡控制算法[J].电力电子技术,2011,45(12):54-56.[4] 王振世.基于MC9S12XET256和AD7280锂电池组管理系统的研究和设计[D].沈阳:辽宁大学,2012.[5] 蒋原,杜晓伟,齐铂金.基于Freescale单片机的电池管理系统设计[J].现代电子技术,2011,34(1):164-166,172.[6] 陈志.电动汽车电池均衡技术的研究[D].南京:南京航空航天大学,2014.[7] 姜点双,赵久远,宋军,等.电动汽车动力电池管理系统控制方法研究[J].汽车工程学报,2014,4(6):424-429.[8]Santhanagopalan S,White R E. State of charge estimation using an unscent ed filter for high power lithium ion cells[J]. International Journal of Energy Research,2010,34(2):152-163.[9] 邱斌斌,刘和平,杨金林,等.一种磷酸铁锂动力电池组主动均衡充电系统[J].电工电能新技术,2014,33(1):71-75.[10]Oliver G,Steven C. Optimizing electric vehicle battery life through battery t hermal management[J].SAE International Journal of Engines,2011,4(1):1928 -1943.通信作者: 安小雪(1985-),女,助理实验师,硕士,研究方向为机器视觉.E-mail:****************。
动力电池组SOC估算及均衡控制方法研究
动力电池组SOC估算及均衡控制方法研究一、本文概述随着电动汽车和可再生能源的快速发展，动力电池组作为其核心能量存储系统，其状态监测与控制技术日益受到重视。
动力电池组的荷电状态（SOC）估算与均衡控制方法对于保障电池系统的安全性、提高能量使用效率、延长电池寿命等方面具有至关重要的意义。
本文旨在探讨动力电池组SOC估算及均衡控制方法的研究现状和发展趋势，为相关领域的研究和实践提供有益的参考。
本文首先介绍了动力电池组SOC估算的基本概念和原理，包括常见的SOC估算方法及其优缺点。
在此基础上，重点分析了基于模型的方法、基于数据驱动的方法和基于智能算法的方法在动力电池组SOC 估算中的应用，并对各种方法的准确性和鲁棒性进行了比较和讨论。
随后，本文深入探讨了动力电池组均衡控制的重要性和必要性，分析了常见的均衡控制策略及其实现方式。
针对传统均衡控制方法存在的问题，本文提出了一种基于智能算法的均衡控制方法，并对其原理和实现过程进行了详细介绍。
该方法旨在通过智能优化算法实现对动力电池组内部单体电池电压的均衡控制，以提高电池系统的整体性能和稳定性。
本文总结了动力电池组SOC估算及均衡控制方法的研究现状和发展趋势，并指出了未来研究的方向和重点。
通过本文的研究，可以为动力电池组的状态监测与控制提供有效的技术支持，推动电动汽车和可再生能源领域的持续发展。
二、动力电池组SOC估算方法动力电池组的SOC（State of Charge，荷电状态）估算是电池管理系统（BMS）的核心功能之一，它对于确保电池的安全运行、优化能量利用和提高电池寿命具有重要意义。
目前，动力电池组的SOC 估算方法主要可以分为基于电化学模型的方法、基于数据驱动的方法和基于融合算法的方法。
基于电化学模型的方法：这类方法主要依赖于电池的充放电特性和电化学原理，通过建立电池的电化学模型（如等效电路模型、神经网络模型等）来估算SOC。
其中，等效电路模型因其计算效率高、物理意义明确等优点而被广泛应用。
锂电池bms的均衡算法
锂电池bms的均衡算法
锂电池BMS（电池管理系统）的均衡算法是一项关键技术，它对于提高锂电池的性能和延长其使用寿命至关重要。
随着锂电池在电动汽车、储能系统和移动设备等领域的广泛应用，如何有效地实现锂电池的均衡成为了一个备受关注的问题。
在锂电池组中，由于单体电池之间存在微小的差异，长时间的充放电循环会导致电池之间的电压和容量差异进一步扩大，从而影响整个电池组的性能和安全性。
因此，BMS的均衡功能就显得尤为重要。
目前，常见的锂电池均衡算法主要包括被动均衡和主动均衡两种方式。
被动均衡是通过将电池组中电压最高的单体电池进行放电以实现均衡，这种方式简单可靠，但效率较低，并且会浪费电能。
而主动均衡则是通过控制电流的方式，将电池组中电压较高的单体电池向电压较低的单体电池进行放电，以实现均衡。
主动均衡算法可以实现更高效的均衡，但需要更复杂的控制系统和硬件支持。
除了被动和主动均衡之外，还有一些先进的均衡算法，如基于模型的均衡算法、基于状态估计的均衡算法等，这些算法能够更加
精准地实现电池的均衡，并且能够根据电池组的实际工作状态进行动态调整，提高了均衡的效率和精度。
总的来说，锂电池BMS的均衡算法是一个不断发展和完善的领域，随着电池技术的不断进步和应用领域的不断拓展，我们相信会有更多更优秀的均衡算法被提出，并为锂电池的性能和安全性提供更好的保障。
一文读懂动力电池BMS均衡功能
一文读懂动力电池BMS均衡功能动力电池BMS（Battery Management System）是一种专门用于管理和控制动力电池的系统。
它是电动车、混合动力车和其他电动设备中的关键部件之一、BMS负责监测、控制和保护动力电池，确保其工作在最佳状态下，提高电池的可靠性和性能。
在动力电池中，不同的电池单体往往存在着容量、内阻和电压等方面的差异。
这些差异会导致电池充放电过程中存在不平衡。
如果放置时间过长，电池之间的差异会进一步增大，最终导致电池的充电能力下降，甚至引起电池的过热和损坏。
因此，BMS的均衡功能就是为了解决这个问题。
BMS的均衡功能是通过调整电池之间的充电和放电差异，使得所有单体电池的电荷状态保持在一个相对平衡的水平上。
具体来说，均衡功能可以分为两个方面：主动均衡和被动均衡。
主动均衡是通过电池管理系统对电池进行监测和控制，根据电池的充电状态、温度等信息，智能地调整每个电池单体的充电和放电电流，以实现各个电池单体之间的电荷平衡。
这种均衡方式可以在电池的充电和放电过程中进行，并且可以根据实时的电池状态进行动态调整。
被动均衡是通过在电池组中增加均衡电阻或均衡电路来实现的。
当电池组的电压达到设定值时，均衡电路会对电池进行均衡操作，将电池组中电池单体之间的电荷进行均匀分配。
被动均衡主要是在电池组充电过程中进行，可以在电池组处于充电状态时，通过将电池组中过充电的电池单体的电荷转移到其他电池单体上，从而实现电池之间的均衡。
与传统的锂电池相比，动力电池具有更高的能量密度和更大的容量，在电动汽车和其他电动设备中得到广泛应用。
动力电池的均衡功能对于电池的性能和寿命至关重要。
只有通过合理的充放电控制，使电池组中的每个电池单体工作在相对平衡的状态下，才能充分发挥动力电池的优势。
总之，动力电池的BMS均衡功能是一项重要的技术，通过主动和被动两种方式来实现电池单体之间的电荷平衡。
它能够保证动力电池的性能和寿命，并提高电池的可靠性和安全性。
说一说关于BMS的均衡功能
电芯均衡这个概念相信大家都接触过，主要是因为目前的电芯一致性不够好，需要通过均衡去改善它，类似世界上找不到两片相同的树叶一样，你也找不到两个相同的电芯。
所以说到底，均衡是为了解决电芯的缺点，是一种弥补的手段，根本上是电池相关技术（例如成组技术）要发展、突破；而不是总想着在均衡技术上面突破，想着怎么提升均衡电流、提高均衡效率。
未来的电芯是不需要均衡的，甚至都不需要BMS，我也就失业了。
那么电芯的不一致性表现在哪些方面呢？主要包括四点：SOC、内阻、自放电电流、容量。
但是均衡不能完全解决这4个差异点，均衡只能弥补SOC的差异，顺便解决了自放电不一致的问题。
但对于内阻和容量来说，均衡是无能为力的。
那么电芯的不一致是怎么造成的呢？主要是两个方面：一是电芯生产加工造成的不一致性，二是电芯使用环境造成的不一致性。
生产的不一致原因来源于加工的工艺、材料等因素，我这样说起来比较简单，实际里面的事情很复杂；环境的不一致性就容易理解了，由于每一个电芯在PACK中的位置不同，所以环境一定会有差异，比如温度就会有细微的不同，长期累积后，造成电芯的不一致。
前面提了，均衡是用来消除电芯的SOC差异，理想状态下，它时刻保持每一个电芯的SOC相同，让所有电芯同步到达充放电的上下电压限值，让电池组可利用的容量变大。
SOC差异有两种场景，一是电芯容量相同，而SOC不同；二是电芯的容量不同，SOC也不同。
下图是场景一，电芯的容量相同，SOC不同；其中SOC最小的电芯最先到达放电下限（假设25% SOC是下限），SOC最大的电芯最先到达充电上限；在均衡的作用下，所有电芯保持相同的SOC进行充放电。
均衡对于不同容量的电芯（场景二），情况麻烦一些，如下图，电芯的容量不同，SOC 也不同；这样容量最少的电芯最先充满电，也最先放完电；在均衡的作用下，所有的电芯保持相同的SOC进行充放电。
所以均衡对于目前的电芯来讲，是一个很重要的功能。
均衡功能的实现方案分为两种，主动均衡和被动均衡；被动均衡就是用电阻放电，主动均衡就是让电荷在电芯之间流动，其实关于这两种的叫法也有一些争议，不做展开；其中被动均衡在现实中应用的比较多，而主动的较少。
电池管理系统之均衡管理
电池管理系统之均衡管理电池管理系统的重要性和均衡管理的作用电池管理系统（BMS）是一种用于监控和控制电池组的系统，具有重要的作用。
随着电池技术的发展和应用的扩大，BMS越来越受到关注，特别是在电动车、储能系统和太阳能电池等领域。
BMS有许多功能，其中之一就是均衡管理。
均衡管理是指在电池组中的每个单体电池之间进行能量的均衡，以确保每个电池单体的电荷状态相对均匀，从而提高整个电池组的性能和寿命。
如果电池组中的某个电池电荷过高或过低，就可能导致电池组的性能下降或甚至故障。
通过均衡管理，BMS可以监测和调整每个电池单体的电荷状态，以保持整个电池组的稳定和可靠性。
均衡管理的实现通常采用一种称为均衡电路的设备来完成。
均衡电路可以将电池组中的电荷从一些电池单体转移到其他电池单体，以达到均衡电池之间电荷状态的目的。
这种方法可以提高电池组的能量利用率，并延长电池的使用寿命。
总之，电池管理系统的均衡管理在电池技术的应用中起着重要的作用。
通过均衡管理，BMS可以保证电池组的性能和寿命，提高能源利用效率，为电动车、储能系统和太阳能电池等电池应用提供可靠的电源支持。
电池管理系统（BMS）是一种用于监控和控制电池组的设备，具有关键的安全功能，以确保电池组的稳定性和性能。
BMS的基本原理是通过不同的传感器和控制器来监测电池组的各种参数，并采取相应的措施来保证电池组各个单体之间的电压和温度均衡。
BMS主要由以下几个组成部分构成：电池管理单元（BMU）：电池管理单元是BMS的核心部分，负责从各个传感器中收集数据，并根据事先设定的算法进行分析和计算。
BMU还负责与其他控制器通信，以便采取适当的措施来保持电池组的正常工作。
电池管理单元（BMU）：电池管理单元是BMS的核心部分，负责从各个传感器中收集数据，并根据事先设定的算法进行分析和计算。
BMU还负责与其他控制器通信，以便采取适当的措施来保持电池组的正常工作。
传感器：BMS使用多种传感器来监测电池组的各种参数，如电压、电流、温度等。
电池管理系统之均衡管理
电池管理系统之均衡管理简介电池管理系统（Battery Management System，简称BMS）是一种用于监控和控制电池组的设备，其在电动车、UPS、太阳能发电等应用中起着至关重要的作用。
BMS的主要功能之一是对电池组进行均衡管理，以确保每个电池的充电和放电状态一致，从而延长电池的寿命和提高系统性能。
本文将介绍电池管理系统中的均衡管理功能，并讨论其原理、流程和常见问题解决方法。
均衡管理原理BMS的均衡管理功能是通过在电池组中插入均衡电路来实现的。
均衡电路可以将电池之间的电荷进行调整，使得每个电池的状态保持一致。
均衡管理可以分为动态均衡和静态均衡两种方式。
•动态均衡：在充电和放电过程中，通过将电池组中电荷较多的电池放电到电荷较少的电池中，以实现均衡。
动态均衡通常是通过BMS中的控制算法来实现的，该算法会根据各个电池的状态进行判断和控制。
•静态均衡：当电池组完全充满后，使用均衡电路将电荷从电量较高的电池分散到其他电池中，以保持电池之间的电荷平衡。
静态均衡一般在电池组长时间停止充电或放电时进行。
均衡管理流程均衡管理的流程通常包括以下步骤：1.检测电池状态：BMS会对电池组中的各个电池进行监测，获取电池的电压、温度、剩余容量等参数。
2.判断均衡条件：根据电池状态的监测结果，BMS会判断是否需要进行均衡管理。
3.均衡控制：如果需要进行均衡管理，BMS会根据具体情况选择动态均衡或静态均衡方式，并通过控制均衡电路来实现均衡。
4.监测均衡效果：在均衡过程中，BMS会不断监测各个电池的状态，以确保均衡效果达到预期。
5.结束均衡管理：一旦均衡达到预期，BMS会停止均衡管理，等待下一次均衡条件满足时再次进行均衡。
均衡管理常见问题解决方法在实际应用中，均衡管理可能会面临一些常见问题，需要及时解决，以确保系统的正常运行。
1.均衡效果不理想：如果均衡管理后，仍然存在电池之间电荷不平衡的情况，可能是均衡电路故障或电池老化导致。
储能bms均衡管理方案
储能bms均衡管理方案引言：随着可再生能源的快速发展和电动汽车的普及，储能系统逐渐成为能源领域的热门话题。
储能电池管理系统（Battery Management System，简称BMS）作为储能系统的核心组成部分，扮演着非常重要的角色。
BMS的均衡管理方案是确保储能电池的长寿命、性能稳定和安全可靠的关键。
一、背景信息1. 储能电池的现状：随着新能源的发展，储能电池在电动汽车、光伏发电等领域得到广泛应用。
然而，储能电池的不均衡问题，如电压差异、容量差异等，严重影响了储能系统的稳定性和效率。
2. BMS的定义与作用：BMS是一种能够监测、控制和保护储能电池的系统，其核心功能包括电池状态监测、均衡控制、温度控制、故障诊断等。
3. 均衡管理的概念：储能电池的均衡管理是通过控制电池之间的充放电过程，使电池的电压、容量等特性保持一致，以提高整个储能系统的性能和可靠性。
二、BMS均衡管理方案的技术演进1. 传统的均衡管理方案：传统的均衡管理方案主要依靠分流电阻、均衡电路等手段实现。
然而，在大容量、高压电池系统中，传统的均衡管理方式存在效率低、能耗高、热管理不足等问题。
2. 主动均衡管理方案：对传统均衡管理方案的改进，引入了主动均衡管理方案。
主动均衡管理方案通过电子开关控制电池之间的充放电过程，以实现更高效、更精确的均衡效果。
3. 智能均衡管理方案：智能均衡管理方案基于大数据分析和人工智能技术，通过对电池状态、使用环境等数据的实时监测和分析，实现对均衡管理策略的优化和调整。
三、市场变化与发展趋势1. 储能市场的快速增长：随着可再生能源和电动汽车的快速发展，全球储能市场呈现出高速增长的趋势。
储能BMS均衡管理方案作为储能系统重要组成部分，也将迎来广阔的市场机遇。
2. 技术创新加速发展：随着科技的不断进步，储能BMS均衡管理方案的技术也在不断创新和演进。
例如，采用先进的硬件设计、高性能的算法优化、智能化的软件系统等技术手段，提高了BMS的均衡管理能力和效率。
电池bms均衡的方法及过程
电池bms均衡的方法及过程电池管理系统（Battery Management System，BMS）是电池组中非常重要的部分，它负责监控、控制和维护电池的性能和状态，以确保电池组的安全、高效的运行。
BMS中的均衡功能是其中一个重要的功能。
接下来将详细介绍BMS均衡的方法及过程。
一、BMS均衡的定义BMS均衡是指在充电和放电过程中，根据电池组中各个单体电池的电压、电流、温度等参数，通过调整电池之间的电流或电压差异，使得电池组中各个单体电池的状态尽量保持一致的过程。
二、均衡方法1.静态均衡静态均衡是指在电池组放电时，通过调整各个电池之间的工作状态，使得电池组中的电压、电流、温度等参数保持一致。
静态均衡一般通过开启电池组中的继电器或MOS管，使得电池之间的电流开始流动，以达到均衡的目的。
这种方法的优点是简单易行，成本较低，但是效率相对较低。
2.动态均衡动态均衡是指在电池组充电时，通过调整充电过程中电池之间的工作状态，使得电池组中的电压、电流、温度等参数保持一致。
动态均衡一般通过开启电池组中的继电器或MOS管，并在电池之间串接电阻、电容等元件，通过调整电阻或电容的参数，使得电池之间的电流分布均匀，以达到均衡的目的。
这种方法的优点是均衡效果好，但是成本相对较高，需要更复杂的硬件电路。
三、均衡过程BMS均衡的过程主要包括以下几个步骤：1.参数测量：BMS首先需要对电池组中各个单体电池的电压、电流、温度等参数进行测量，以了解电池组的工作状态和健康状况。
2.状态评估：BMS根据电池组中各个单体电池的参数，通过一定的算法对电池组的状态进行评估，例如判断是否需要进行均衡操作。
3.均衡策略：根据评估的结果，BMS确定进行均衡的具体策略，包括是采用静态均衡还是动态均衡，以及具体的均衡电流或电压参数等。
4.控制执行：BMS通过控制继电器或MOS管，开启或关闭均衡电路，使得电池组中的电流按照均衡策略进行流动，以调整电池之间的电流或电压差异。
电池管理系统BMS控制策略方案书
电池管理系统BMS控制策略方案书
摘要：
本文档旨在介绍电池管理系统（BMS）的控制策略方案。
BMS是一种广泛应用于锂离子电池等能源存储系统中的关键技术，它可以实时监测电池状态、保护电池、提高电池使用寿命。
本文将介绍BMS的基本原理、功能要求以及相关控制策略的设计。
一、引言
1.研究背景
2.研究目的
二、电池管理系统（BMS）概述
1.BMS的基本原理
2.BMS的主要功能
三、BMS控制策略设计
1.电池状态监测与故障诊断
a.温度监测与控制
b.电流与电压监测
c.电池容量估算
d.电池健康评估与故障诊断
2.电池保护与安全控制
a.过充保护
b.过放保护
c.短路保护
d.过温保护
3.充放电控制策略
a.充电控制策略
b.放电控制策略
c.SOC控制策略
四、BMS控制策略验证与实现
1.控制策略模型建立
2.仿真测试与数据分析
五、BMS控制策略改进与优化
1.改进方案设计
2.优化效果评估与分析
六、结论
附录：相关数据与图表
本文档将详细介绍BMS的基本原理和主要功能。
在BMS控制策略设计部分，将重点介绍电池状态监测与故障诊断、电池保护与安全控制以及充放电控制策略等方面的内容。
在BMS控制策略验证与实现部分，将介绍如何建立控制策略模型，并通过仿真测试与数据分析来验证策略的有效性。
最后，本文还将提出BMS控制策略的改进方案，并对其进行优化效果评估与分析。
通过本文档的研究，将有助于提高电池管理系统的性能与稳定性，延长电池的使用寿命，并提供更可靠的电能储存解决方案。
锂电池管理系统的研究与设计
锂电池管理系统的研究与设计李林琳;邢顺涛;卞良初【摘要】锂电池组的容量问题一直是制约其广泛使用的关键因素，本文通过分析锂电池管理系统功能要求，设计出带主动均衡充放电模块的电池管理系统，使锂电池组在充电后实现整组电池容量的最大化，从而延长了锂电池的使用寿命。
【期刊名称】《黑龙江科技信息》【年(卷),期】2015(000)023【总页数】1页(P67-67)【关键词】电池管理系统;锂电池组;主动均衡【作者】李林琳;邢顺涛;卞良初【作者单位】长春工程学院电信学院，吉林长春 130012; 配电自动化工程研究中心，吉林长春 130012;长春工程学院电信学院，吉林长春 130012;杭州青恩科技有限公司，浙江杭州 310030【正文语种】中文电池管理系统(BMS)就是对电池进行实时监控的系统,是联系电池与用户之间的工具,主要管理对象是可重复充电电池。
根据IEEE标准给出的定义:“电池管理系统包括工程、设计、应用以及扩展的对电池系统的维修等,来为以电能作为能源的系统达到最佳性能”。
用户通过BMS了解电池的实际状况,对电池进行有效的管理,可以降低能量损耗。
此外,还可以提高电池系统的可靠性,保障安全。
电动汽车作为新能源汽车的主要应用,在全国各地轰轰烈烈的开展起来,而电动汽车最大的瓶颈就是动力电池,对动力电池的实时管理成为了一个难题和重要课题,如何让动力电池能够高效运行和延长使用寿命成为各电池厂和汽车厂的研究重点。
锂电池的充放电的过程和充放电时的温度对其使用寿命有着很大的影响。
锂电池的充放电过程中受到譬如充放电的电压、电流等多种复杂因素的影响,环境的温度对其也会影响电化学反应效果的,造成了充放电过程是一个非线性的不能预测的动态过程,不能使用简单的线性方程来计算充放电容量。
同时,电池内部材料的电化学性能会随着电池的充放电次数增加而变化,这就要求电池管理系统必须能够检测到足够的电参数并且能对电池使用采取相应的控制措施,从而使得电池保持在最佳状态下工作。
电池bms均衡的方法及过程
电池bms均衡的方法及过程【最新版3篇】篇1 目录一、电池 BMS 均衡的目的二、电池 BMS 均衡的方法三、电池 BMS 均衡的过程四、电池 BMS 均衡电路图的分析五、总结篇1正文一、电池 BMS 均衡的目的电池 BMS（电池管理系统）的主要目的是保证每节电池的电压一致，从而确保电池组的安全运行。
在电池组中，每节电池的电压差异可能会导致某些电池过充或过放，从而影响电池组的整体性能和寿命。
因此，电池BMS 均衡至关重要。
二、电池 BMS 均衡的方法电池 BMS 均衡的方法主要有两种：主动均衡和被动均衡。
1.主动均衡：主动均衡是通过外部设备对电池组进行电压调整，以达到每节电池电压一致的目的。
主动均衡可分为串联式和并联式两种。
2.被动均衡：被动均衡是指在电池组内部，通过电池自身的充放电特性来实现电压平衡。
被动均衡通常采用电阻、电容等元器件进行分压或分流，以降低每节电池的电压差异。
三、电池 BMS 均衡的过程电池 BMS 均衡的过程包括以下几个步骤：1.检测电池电压：通过电池 BMS 系统检测每节电池的电压，了解电池组的整体状态。
2.进行电压调整：根据检测结果，对电压偏低的电池进行充电，对电压偏高的电池进行放电，以达到每节电池电压一致的目的。
3.监控电池状态：在电池 BMS 均衡过程中，需要实时监控电池组的状态，确保每节电池的电压在安全范围内。
四、电池 BMS 均衡电路图的分析电池 BMS 均衡电路图主要包括电源、电池组、MOS 管、光耦等元器件。
其中，MOS 管可以看作一个可变电阻，根据电池电压调节其导通情况，分流一部分充电电流；光耦则用于隔离电池 BMS 系统与充电电路，确保电池 BMS 系统安全可靠。
五、总结电池 BMS 均衡是为了保证电池组中每节电池的电压一致，从而确保电池组的安全运行。
电池 BMS 均衡的方法包括主动均衡和被动均衡，过程涉及检测电池电压、进行电压调整和监控电池状态等。
电池 BMS 均衡电路图主要包括电源、电池组、MOS 管、光耦等元器件。
bms动力电池均衡原理_概述及解释说明
bms动力电池均衡原理概述及解释说明1. 引言1.1 概述本文将重点讨论BMS（Battery Management System，电池管理系统）中动力电池均衡原理的相关内容。
随着电动车的普及和发展，动力电池的性能要求越来越高，而电池的不平衡问题成为制约其持久稳定工作的重大挑战之一。
因此，了解和应用动力电池均衡原理显得尤为重要。
1.2 文章结构本文主要分为五个部分：引言、BMS动力电池均衡原理、BMS动力电池均衡原理的重要性、BMS动力电池均衡原理在实际应用中的挑战以及结论。
接下来将逐一介绍每个部分所涉及的内容。
1.3 目的本文旨在深入阐述BMS中动力电池均衡原理，并探讨其在实际应用中所面临的重大挑战。
通过对相关概念和解释说明的阐述，读者可以更加全面地了解该原理背后的基本概念、关键技术以及实际应用效果。
同时，本文还将总结该原理对于延长电池寿命、提高能量存储和释放效率以及提升安全性和故障预防方面的重要性，以及在实际应用中所面临的挑战。
最后，本文将展望未来该领域的发展方向和研究重点，为读者提供一个对动力电池均衡原理有较全面了解，并可以为实际应用提供参考的文章。
（注：以上内容仅供参考，具体撰写时可根据需要进行适当修改）2. BMS动力电池均衡原理：2.1 动力电池均衡概述动力电池均衡是指对电池组中的每个单体电池进行控制和管理，以确保其充放电状态的一致性。
在一个电池组中，由于制造过程、运行环境等原因，不同单体电池之间往往会存在容量差异、内阻差异等问题。
如果不对这些差异进行处理和调整，可能会导致某些单体电池充放电状态失衡，甚至引发严重后果，如降低整个系统的能量存储效率、减少电池寿命、甚至引起故障。
2.2 均衡原理解释BMS（Battery Management System）通过实时监测每个单体电池的工作状态，包括当前电压、温度、容量等信息，并根据预设的策略来调整各个单体电池之间的充放电情况，以达到均衡化。
电池bms均衡的方法及过程
电池bms均衡的方法及过程
电池管理系统（BMS）均衡的方法和过程有多种，下面是一种常见的方法：
1. 监测：BMS会周期性地监测电池组中每个单体电池的电压和温度。
通过这些监测数据，BMS可以判断出哪些电池单体电压过高或过低，哪些电池温度异常。
2. 均衡目标：根据监测数据，BMS会分析电池组中电池的不平衡程度，并设定一个均衡目标。
均衡目标可以是将所有电池单体电压调整到一个相对统一的水平，或者将不平衡程度控制在一个可以接受的范围内。
3. 选择均衡方式：根据均衡目标，BMS会选择合适的均衡方式。
常见的均衡方式包括主动均衡和被动均衡。
主动均衡是通过将电池间的电流进行调整来实现的，而被动均衡是通过耗散多余电能的方式来实现的。
4. 均衡操作：BMS会根据选择的均衡方式，对电池组中的电池进行均衡操作。
具体操作方式因不同的BMS而异，可以是通过调整电池组中电流的流向，或者利用电流传感器控制均衡电流。
5. 监测反馈：均衡操作完成后，BMS会再次监测每个单体电池的电压和温度，并根据监测结果判断均衡效果。
如果均衡效果不理想，BMS会重新进行均衡操作，直到达到预设的均衡目标。
6. 故障处理：在均衡过程中，如果发生电池故障或其他异常情况，BMS会及时发出警报，并采取相应的故障处理措施。
这可能包括停止均衡操作、隔离故障电池等。
需要注意的是，BMS的均衡过程是一个持续的过程，通常会随着时间的推移而进行，以保持电池组的平衡状态。
基于电子技术的锂电池状态监测与健康评估方法研究
基于电子技术的锂电池状态监测与健康评估方法研究摘要：随着锂电池在各个领域的广泛应用，其安全性和可靠性显得尤为重要。
本文针对锂电池的状态监测与健康评估方法进行了深入研究，提出了一种基于电子技术的有效解决方案。
首先，通过对锂电池内部参数进行实时监测，实现了对电池状态的准确评估；其次，采用了数据分析和机器学习技术，对电池的健康状况进行了预测；最后，通过实验验证了所提方法的有效性和准确性。
关键词：锂电池；状态监测；健康评估；电子技术一、锂电池状态监测技术1.1 电池温度监测技术电池温度是影响锂电池性能和安全性的重要因素之一。
为了实时监测电池温度，常用的方法包括热敏电阻、红外线测温和热电偶等。
其中，热敏电阻是最常见且成本较低的温度传感器，它的电阻值会随着温度的变化而改变，从而实现温度的监测。
红外线测温技术则通过接收电池表面发出的红外辐射，根据其强度来计算电池的温度。
热电偶是一种基于材料热电效应的温度传感器，可以直接测量电池内部或者表面的温度。
1.2 电池电压监测技术电池电压是衡量锂电池状态的重要指标之一。
常见的电压监测方法包括开路电压法、恒流放电法和电化学阻抗谱分析等。
开路电压法通过在电池不进行充放电时测量其电压来评估电池的状态。
恒流放电法则是将电池以固定电流放电，并实时监测电压变化，从而推断电池的容量和剩余寿命。
电化学阻抗谱分析是一种频率扫描法，通过测量电池在不同频率下的阻抗变化来获取电池的内阻和容量信息。
1.3 电池电流监测技术电池电流是指电荷在电池中的流动情况，对于锂电池状态的监测至关重要。
常用的电流监测方法包括电流传感器和电压积分法。
电流传感器可以通过测量电流引起的磁场变化来实时监测电池的电流。
而电压积分法则是根据电流与时间的关系，通过对电池电压进行积分从而获得电池的电荷状态。
二、锂电池健康评估方法2.1 基于数据分析的健康评估方法基于数据分析的锂电池健康评估方法通过对电池运行过程中产生的大量数据进行统计分析和建模，来评估电池的健康状况。
电池管理系统(bms)算法研究
Algorithm research of battery management system (BMS)
XU Dongming, LI Jing (Shuangdeng Group Co., Ltd., Taizhou Jiangsu 225500, China)
Abstract: In this paper, an algorithm of the battery management system (BMS) which distinguishes the BMS application scenario is introduced. The battery state is judged in advance when determining the battery SOC and SOH. And the calculation methods of SOC and SOH of the battery in the state of floating charge, discharge, charge, or open circuit are different. This BMS developed for data center and energy storage application scenarios has greatly improved SOC and SOH accuracy. Keywords: state of charge; state of health; battery management system; data center; energy storage; open circuit state
因素[3]，λ θ=2(25-θ)/10（θ＜25℃时λ θ=1）；λ t 为
BMS系统均衡及SOC简介
BMS 均衡简介目的：克服电池不一致带来的严重影响。
在电池使用中，人们强烈地提出了对电池进行均衡的要求。
为此，近十几年来，许多电池管理系统(BMS)的研发者，采用了各种各样的方法来进行电池的均衡。
归纳起来有以下几种方法：(1) 分流法，也叫旁路法。
原理：在电池充电时，当某一电池的充电电压超过设定值时，通过并联在该电池的电阻分流该电池的一部分电流，从而达到降低该电池充电电压的目的。
原理图1：图中，E1、Ei …En 为单体电池的电动势，R1、Rbi …Rn 为单体电池的内阻，U1、Ui …Un 为单体电池的充电电压，R 为单体电池并联的电阻。
UC 是总充电电压，I 是总充电电流，Ib 是流过电池的电流，IR 是流过并联电阻R 的电流。
设∑E 为各单体电池电动势之和，∑R 为各单体电池并联电阻之和。
这种方案，结构复朵，体积大，分流时发热量大，通用性差。
均衡电电流不宜过大。
！(2)切断法充电时，当某一电池的充电电压超过设定值时，通过自动控制开关该电 池的电路。
等效电路图如图2：当电池i 的充电电压超过设定值时，开关Ki1打开，Ki2合上。
电池i 断路， 电流IKi 从Ki2流过IKi 。
此时，电池的总电压会下降一个电池的电压。
这种方法只能防止电池过压充电，没有均衡作用。
其次，它所用的切断开关的负载能力，随电池容量增加而加得很大，不宜采用。
（3）并联法图1分流法原理图 图2切断法等效图所谓并联法，就是把电池按先并后串的连接方式使用。
这也是一些电池生产厂家和电池的使用者，企图利用一些小容量电池组成大容量、高电压电池组所采用的:方法。
这种方法的等效电路原理图如图3所示1)当整个串联电池组开路时电动势不一致的电池并联时，电动势高的电池会向电动势低的电池充电，一直延续到各电池的电动势相同，各电池电流接近零为止。
所以，并联使用的电池，只要它们的电压有差异，随时都可以在并联组内自动均衡。
因为充放电时要损失能量，所以均衡后电池组的电动势总要小于平均电动势，这会使串联的各电池组之间的一致性变坏。
BMS方案 锂电池管理系统
BMS方案锂电池管理系统锂电池管理系统方案报告2012-6-28目次1 概述.............................................................1 2 设计依据 (1)3 目标 (1)3.1 总体目标 (1)3.2 锂离子电池技术指标 (1)3.3 BMS功能与技术指标要求 (1)4 设计方案 (2)4.1 系统概述 (2)4.2 系统组成 (3)4.3 模块实现 (4)4.3.1 主控模块 (4)4.3.2 检测模块 (4)高压检测模块 (5)4.3.34.3.4 均衡技术.....................................................6 4.4 接口设计 (6)4.4.1 采集模块外部接口 (7)4.4.2 主控模块外部接口 (7)4.4.3 主控箱外部接口 (8)4.5 软件设计 (9)4.5.1 软件总体设计 (9)4.5.2 系统上下电设计 (10)4.5.3 安全管理设计 (11)4.5.4 SOC估计 (12)4.5.5 热管理设计..................................错误～未定义书签。
5 进度安排........................................错误～未定义书签。
I1 概述锂电池在能量密度、功率密度和循环使用寿命方面等方面的明显优势，使其成为纯电动汽车动力电池的首选。
锂电池现在的循环寿命，许多厂家已经能稳定达到1500次以上，但是在电动汽车中串并联成组使用时，由于各单体动态性能的不一致性，使得各单体电池在实际使用中工作电压变化、容量、能量、内阻等方面逐渐产生差异，最终导致成组寿命不到单体循环寿命的一半。
同时锂离子电池在使用过程中不能过充过放，否则将导致电池组寿命快速下降，严重的甚至可能导致安全问题。
为确保锂电池性能安全良好，延长电池使用寿命，必须通过电池管理系统对电池进行合理有效的管理和控制。
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决受到科研人员的重视和持续深入研究， 郭军 、 刘和平等人基 于电动汽车方面进行了应用研究使得不平衡状态得到一定程 杨文荣 、 李露露等人针对新型电动汽车锂电池组 度的改善 [1]， 电量均衡电路设计方面进行了一系列探索研究进行不平衡状 态调理[2]， 尚丽平等人进行了基于 SOC 的 AGV 车载蓄电池组 主动均衡方法研究 [3]， 邱斌斌 、 李占锋 、 Wessells Colin、 王顺利 等人在状态检测及安全保护等方面做了相关研究[4-10]。 由于实时性、 便携式等现场需求， 设计的均衡模块要与锂 电池组 BMS 实时在线均衡调节， 因此所设计算法应尽可能简 洁， 且必须保证可以在单片机等小型处理器上移植， 并保证处 理时间满足实时在线均衡需求及配套应用的成本较低的需 求。本文针对锂电池在供能过程中实时在线均衡目标， 并基于
通过实时在线检测锂电池组电压和单体电压等参数， 确 定锂电池工作状态和组间不平衡度，进而进行在线均衡调节 和 BMS 健康管理和保护。 (1)信号检测与处理
通过对锂电池组单体电压 、 组电压 、 均充电流 、 放电电流 以及温度的实时在线检测， 在 MCU 中进行处理分析， 转换为 对应的参量值， 参与后续的 BMS 均衡保护策略和实时状态保 护。 (2)BMS 均衡调节策略
图１
锂电池充电过程电压变化
图 1 中，电压采集通过研制的机载蓄电池地面检测与维 并通过对横轴时间进行归一化处理采集离 护设备 测试得到，
[10]
散点进行显示。从图中可以看出， 整个充电过程总体可分为电 压陡升、 电压恒定和电压陡升三个区域， 其中电压陡升起点后 续部分为调试实验获得， 在正常使用过程中， 在检测到拐点后 即停止充电以保护电池。 锂电池在放电过程中， 通过外接负载连通整个回路， 在两 极间电压差的驱动下， 在电池外部， 电子由负极移向正极， 在 电池内部，锂离子经由电解质和聚合物隔膜在两极间电压差 的作用下发生移动， 其中， 隔膜起到通锂离子隔离其他粒子的 关键作用， 如图 2 所示。 由图 2 可明显看出， 电池在放电过程中， 主要工作在电压 恒定区域。该区域的斜率变化和持续时间长短是评价锂电池
0 1 2 3 t /h 4 5 6 7
3.0 2.5 2.0
di 是第 i 个单体的电压偏移量； D 是单体电压偏移量数 式中： SD 为单体电压偏移量的标准偏差值。 组；
图２
锂电池放电过程电压变化
通过单体电压偏移量 (di)与单体电压偏移量门限阈值 (dT)
２５９１
Á Â Ã Ä Å Æ Á Ç È Ç É Á Â Á Â
解液等电池内部材料会出现老化现象，使得图 1 和 2 中的中 时， 由于电池组件材料在生产过程中不可避免的存在差异， 多 节电池单体在级联使用过程中，尤其加上长时间材料老化影
间有效工作区域变短， 斜率变大， 使得电池工作效率下降 。 同
响后， 容易出现单体间不平衡问题 。因此， 在一般锂电池生产 出厂 500 次循环寿命的限定基础上，一般加入不平衡度的限
健康性能状态的重要指标。
锂电池在储能和供能过程中，工作状态主要通过锂离子
和电子的移动方向和快慢来确定。在其性能评价过程中， 从电 池内部而言， 主要由锂离子移动的效率确定， 其化学反应方程 式如式(1)所示：
? −? LiFePO ? ? ? ?? ? ? Li FePO +xLi+xe
１ 原理分析
研 究 与 设 计
(1)
E (V ) ?
V n
(2) (3)
V −− V /n
(4)
２０１５．１２ Ｖｏｌ．３９ Ｎｏ．１２
比较确定是否进行均衡调节， 判决过程如式(5)所示： ? BA if (? − ? ) (5) ? ? nBA if (? ? ) BA 表示进行 BMS 均衡调节处理； nBA 表示不进行均衡 式中： 调节处理。在 BA 情况下通过式(4)中求得的单体电压偏移量 标准差(SD)的值的大小决定 BMS 均衡调节速率。 (3)主动均衡调节
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｌｉｔｈｉｕｍ ｂａｔｔｅｒｙ ｐａｃｋ ｈａｓ ｅｎｅｒｇｙ ｉｍｂａｌａｎｃｅ ｒｉｓｋｓ ｉｎ ｅｎｅｒｇｙ ｓｕｐｐｌｙ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ． Ａ ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ ｏｎｌｉｎｅ ＢＭＳ ｈｅａｌｔｈ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｅｘｐｌｏｒｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｌｉｔｈｉｕｍ ｂａｔｔｅｒｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｌｉｔｈｉｕｍ ｂａｔｔｅｒｙ ｍｏｎｏｍｅｒｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｌｏｗ－ｖｏｌｔａｇｅ ａｎｄ ｈｉｇｈ－ｖｏｌｔａｇｅ ｍｏｎｏｍｅｒｓ． Ａ ｐｏｒｔａｂｌｅ ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ ｏｎｌｉｎｅ ＢＭＳ ａｃｔｉｖｅ ｂａｌａｎｃｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ． Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｔｅｃｔｅｄ ｔｈｅ Ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｎｏｍｅｒｓ ａｎｄ ｌｉｔｈｉｕｍ ｂａｔｔｅｒｙ ｐａｃｋ， ａｎｄ ａｃｈｉｅｖｅｄ ｔｈｅ ｂａｔｔｅｒｙ ｖｏｌｔａｇｅ ｂａｌａｎｃｉｎｇ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ａｍｏｎｇ ｍｏｎｏｍｅｒｓ ａｎｄ ｍｅｔ ｔｈｅ ｎｅｅｄ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｒｔａｂｌｅ ｂａｔｔｅｒｙ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ． ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ， ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ａｃｈｉｅｖｅｓ ｔｈｅ ｏｎｌｉｎｅ ｉｎｉｔｉａｔｉｖｅ ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ． Ｔｈｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｂａｌａｎｃｉｎｇ
是单体的数量； Vi 是锂电池组第 i 个单体的电压值； V 是单体 电压平均值。
然后计算每节单体电压 (Vi)与平均单体电压 ( V )的差值， 并按照降序排列，并通过计算单体电压偏移量的标准偏差确 定是否进行 BMS 均衡调节， 计算过程如式(4)所示： ? ?− ? (V ? V ) i ? 1, 2,d n ? ? ? , ? ,d, ? ? ? ? ? sort − ? 1 ? S ? − (? ? E (? )) ? n ?
２０１５．１２ Ｖｏｌ．３９ Ｎｏ．１２
２５９０
能源有效利用设计主动式均衡调节方案， 基于实时电压 、 温度 等参数较高精度检测与实时反馈电压均衡调节的思想，提出 了一种锂电池组 BMS 健康管理实时在线均衡调节方法， 用于 解决单体电压不平衡问题，较大电流充放电等极端条件实验 结果表明， 该方法能实现不同工况有效实时在线均衡调节， 并 能同时均衡调节至目标均衡电压要求。
ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｍａｋｅｓ ｔｈｅ ｉｍｂａｌａｎｃｅ ａｍｏｎｇ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍｏｎｏｍｅｒｓ ｎｏ ｂｉｇｇｅｒ ｔｈａｎ ５％． Ｔｈｅ ｂａｌａｎｃｉｎｇ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ＢＭＳ ｃａｎ ｒｅａｌｉｚｅ ｔｈｅ ｌｉｔｈｉｕｍ－ｉｏｎ ｂａｔｔｅｒｙ ｒｅａｌ ｔｉｍｅ ｅｎｅｒｇｙ ｂａｌａｎｃｉｎｇ ｕｎｄｅｒ ｈａｒｓｈ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｉｎ ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ ｏｎｌｉｎｅ ｈｅａｌｔｈ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｌｉｔｈｉｕｍ ｂａｔｔｅｒｙ； ＢＭＳ； ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ ｏｎｌｉｎｅ ｂａｌａｎｃｉｎｇ； ｈｅａｌｔｈ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ； ｂａｌａｎｃｉｎｇ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ
锂电池具有能量密度大 、安全性高等优点得到研究人员 和企业的青睐， 由单体串联后的锂电池组在航空 、 航天 、 车载 等领域得到应用。但是由于锂电池组单体电压不平衡所造成 的燃烧等安全因素， 锂离子电池组应用受到很大限制。 由于锂电池组作为新兴能源应用的高储能 、 小体积、 低污 染等诸多优点，制约其广泛应用的这个关键性安全问题的解
２０１５－０５－０９ 收稿日期： 基金项目： 四川省科技支撑计划（２０１４ＧＺ００７８）； 实验室开放基金 （１４ｘｎｋｆ０９） 作者简介： 尚丽平 （１９６８—），女， 四川省人， 教授， 博士， 主要研究 方向为检测技术。 通信作者： 王顺利 （１９８５—）， 男， 四川省人， 讲师， 博士生， 主要研 究方向为检测技术及应用。
4.5 4.0 3.5
V /V
除以单体节数 n， 得到每 通过采集锂电池组总电压 (Vs)， 并与锂电池组单体间的平均 节单体的应达到期望电压 [E(V)]， 电压( V )比较， 以作为判断锂电池组充放电过程中单体内阻损 (3)所示：
耗与老化程度， 期望电压与平均电压计算过程分别如式 (2) 和
E (V) 是锂电池组单体期望电压； Vs 是锂电池组电压； n 式中：
１．１ 锂离子电池充放电原理
锂电池主要由电极、 电解液以及聚合物电解质膜构成。 在 充放电过程中，由于正负电极间通过外部电源或者外接负载 构成回路，锂离子经由电解液和聚合物隔膜实现在电势差的 作用下 4.0 3.5 3.0
V /V
在化学反应过程中， 尤其是长期使用后， 聚合物隔膜和电
研 究 与 设 计
锂电池组在线均衡 ＢＭＳ 健康管理方法研究
尚丽平 1， 王顺利 1*， 何明前 2， 范世军 2， 李占锋 3 四川 绵阳 621010； 2.四川长虹电源有限责任公 (1.西南科技大学 信息工程学院 特殊环境机器人技术四川省重点实验室， 司， 四川 绵阳 621000； 3.西南科技大学 制造科学与工程学院， 四川 绵阳 621010) 摘要： 锂电池组在作为能源供能应用中有电压不平衡问题 。通过单体及蓄电池组电压实时检测与高电压对低电压单体 均衡调节， 探索了实时在线均衡 ＢＭＳ 健康管理方法， 并基于此设计了一种锂电池组实时主动均衡 ＢＭＳ 健康管理系统 。 该系统在锂电池组供能工作中的实时检测蓄电池单体及组状态参数， 通过锂电池组总电压给单体充电的形式， 实现了 蓄电池组单体间的电压均衡 ＢＭＳ 调节， 并进行结构的优化设计以满足便携式需求， 应用于供能过程中单体电压实时在 线均衡调节。实验结果表明， 该系统实现了锂电池的实时主动均衡， 使得电池放电过程中单体的电压不平衡度不高于 ５％， 实现锂电池供能中实时在线均衡 ＢＭＳ 健康管理调节。 关键词： 锂电池； ＢＭＳ； 实时在线均衡； 健康管理； 均衡决策 中图分类号： ＴＭ ９１２．９ 文献标识码： Ａ 文章编号： １００２－０８７ Ｘ（２０１５）１２－２５９０－０３