智能电池管理系统

智能磷酸铁锂电池电源系统

北京智源联合科技有限公司

磷酸铁锂电池

内部结构：

锂离子电池由正极、负极、电解液和隔膜等组成。

•正极：由含锂的过渡金属氧化物组成，常用的材料有钴酸锂、锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂。

•负极：石墨、石墨化碳材料、改性石墨、石墨化中间相碳微粒。•电解液：一种有机电解液，大部分是由六氟磷酸锂（LiFL6）加上有机溶剂配成。

•隔膜：一种特殊的复合膜，它的功能是隔离正负极，阻止电子穿过，同时能够允许锂离子通过，从而完成在电化学充放电过程中锂离子在正负极之间的快速传输。目前主要是聚乙烯（PE）或者聚丙烯

（PP）微孔膜。

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磷酸铁锂电池

工作原理：

当外部电源给电池充电,此时正极上的电子e通过外部电路跑到负极上,锂离子Li+从正极“跳进”电解液里，“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞，“游泳”到达负极，与早就跑过来的电子结合在一起。当电池放电时，机理与充电是刚好是相反的，以LiFePO4为例，其化学反应方程式为：

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磷酸铁锂电池

特点：

•安全环保无污染，工作温度范围宽广（-20 ℃ ——＋75 ℃ ）；即使电池内部或外部受到伤害，电池不燃烧、不爆炸。

•单节电压高，标称电压是3.2 V（稳定的放电平台）、终止充电电压是3.6V、终止放电压是2.0V。

•比容量大，内阻低，高效率输出：标准放电为2--5C、连续高电流放电可达10C，瞬间脉冲放电（10S）可达20C。

•极好的循环寿命，经500次循环，其放电容量仍大于95%；实验室制备的磷酸铁锂单体电池在进行1C的循环测试时，循环寿命高达2000次。

•使用问题：

•对充放电控制的要求严格，过充过放都将影响使用寿命。

•在串联成组使用锂电池时，需要解决均衡问题。

•任何电芯的过充或过热将导致整个电池组的严重问题，比如加速老化、寿命衰退、损坏失效。

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电池管理系统

•保护--过放电，过充电，过温度，过电流，短路等。无论发生上述任何情况，管理系统都要快速识别并采取相应措施对电池组进行保护。

•串联电池组平衡--对于因制造，筛选，环境温度差别，充放电误差等因素引起的电量误差进行平衡

•计量--实时测量充放电电流，对电池荷电情况进行分析并报告（显示）

•通讯—向智能充电系统或用电系统报告电池状态并执行控制命令

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电芯平衡技术通常可分为两类：无源平衡和有源平衡：

•无源平衡：在充电时使用电阻直接将多余电量作为热能放掉。

平衡能力较弱，通常只在充电时做平衡，需要很多（几十个）的充放电周期才能平衡一个误差百分之几的串联电池组。•有源平衡：使用电感储能，高效的将电能在各个电芯之间互相转移传递，将多余能量控制转移到需要补充能量的电芯。

可以设计比较高的平衡能力。在电池充电、放电和静置期间可实现持续的平衡。很适合于高密度的电路布局和大容量的电池系统。

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有源平衡工作原理

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电池管理系统

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立塬10AH 电池的充电特性：

充电电流：3A，7-8两节电池

先充满

关掉平衡功能

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立塬10AH 电池的充电特性：

充电电流：3A

关掉平衡功能

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立塬10AH 电池的充电特性：

关掉平衡功能充电电流：3A

快速平衡7-8

两节电池

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Winston 电池的充放电特性：放电电流：15A

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电池的充放电特性：

充电电流：7.5A

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电池的充放电特性：

充电电流：7.5A

电池型号：

WISTON BATTERY

LYP 60AH

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电池管理系统

BMS-0610/BMS-0820 电池管理系统：

•适合管理4-6节32AH/8-16节327AH磷酸铁锂电芯串联系统。•内置智能电池管理系统（SBS1.1）可编程电压/电流/容量/温度等各种参数一百多个。

•内置4大类120多种全世界各个国家的主要电池供应商的电池化学特性。

•内阻跟踪技术实现充放电期间电池开路电压的准确测量，从而实现对电量的准确估算。

•实时有源电池平衡技术高效实现电池平衡。

•智能保护算法实现电池的过充/过放/过温/过流/短路/内阻突变/温升突变等各种保护。

•电池闭锁控制,满足煤矿井下环境的安全逻辑要求。•SMBUS通讯接口,实现与智能充电器或各种智能终端的无缝对接。

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电源管理系统：PMS0820（额定输出电流20A）

•自动识别电池充电电压电流。可编程充电电压（0-32V）和电流（0-10A)，适配3-8节串联电池组。

•SMBUS智能电池通讯接口

•智能电池维护，可实现定时自动充放电校准

•低阻MOS系统切换开关，实现主电源与电池的无缝切换

•输入电源反接保护，过压保护

•外部手动电池闭锁开关（霍尔型）

•电源运行状态显示（320X240彩色液晶显示器）

•上位通讯接口：485

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