磷酸鐵鋰電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

為確保磷酸鐵鋰電池組使用的安全可靠性，電池管理系統(tǒng)是一種非常必要的技術(shù)，電池管理同時(shí)也提供了一個(gè)與外部系統(tǒng)交互的接口，如充電電源，開關(guān)裝置，負(fù)戴及數(shù)據(jù)顯示設(shè)備。

一個(gè)電池管理系統(tǒng)會(huì)讓一群“啞巴”似的電芯轉(zhuǎn)變成為一個(gè)智能電池組。

汽車制造工廠及相關(guān)廠商的電動(dòng)汽車快速發(fā)展都有得益于電池管理系統(tǒng)提供了更高的性能和更完善的功能。管理的管理可以拆分成兩個(gè)科學(xué)，電池監(jiān)控和電池控制；監(jiān)控部分包括電壓和溫度的測(cè)量和電池平衡。

這都是電池管理系統(tǒng)的基本屬性。

雖然磷酸鐵鋰電池在短路、過充、擠壓、針刺等濫用的條件下仍然是安全的，但是會(huì)對(duì)電池的循環(huán)壽命造成極大影響。磷酸鐵鋰電池生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜，單體電池的一致性差異會(huì)比密封閥控鉛酸電池大，這就造成電池組在充電后期個(gè)別單體電池的電壓迅速上升，加之通信機(jī)房長期處于無人值守狀態(tài)，不容易及時(shí)發(fā)現(xiàn).

從而造成磷酸鐵鋰電池組壽命減短或者損壞的現(xiàn)急，為了避免以上現(xiàn)象的發(fā)生就需要用電他管理系統(tǒng)保障電池的安全可靠。

電池管理系統(tǒng)（BatteryManagement System，即BMS），是電池保護(hù)和管理的核心組成部分，不僅要保證電池安全可靠的使用.而且還要充分發(fā)揮電池的性能和延長使用壽命，作為通信用的后備電能，管理系統(tǒng)在高壓直流電源和電池之間起到一個(gè)橋梁作用。對(duì)電池管理系統(tǒng)的要求必須符合通信電源供電系統(tǒng)的要求，所以電池管理系統(tǒng)的安全管理模式對(duì)電池的安全性至關(guān)重要。電池管理系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集單元、計(jì)算以及控制單元、均衡單元、控制執(zhí)行單元和通信單元。如下圖所示。

（1）電池管理系統(tǒng)的基本作用

①監(jiān)側(cè)單體電池的工作狀況，例如檢測(cè)每個(gè)單體電池的電壓、充放電電流、電池組的環(huán)境溫度等；

②保護(hù)電池，避免在極端的條件下發(fā)生電池壽命縮短和電池?fù)p壞。

（2）電池管理系統(tǒng)的主要功能

①過壓保護(hù)

當(dāng)單體電池充電電壓超過允許值時(shí)，立即停止充電，斷開充電設(shè)備與電池組的連接：

②過放報(bào)警

當(dāng)單體電池放電電壓低于警告值時(shí)，發(fā)出報(bào)普提示；

②過放保護(hù)

當(dāng)單體電池放電電壓低于保護(hù)值時(shí)，立即停止放電，斷開用電設(shè)備與電池組的連接，并伴有報(bào)警提示；

④過流報(bào)警

當(dāng)電池組輸人或者輸出的電流超過警告值時(shí)，發(fā)出報(bào)警提示；

③短路保護(hù)

當(dāng)電池組發(fā)生短路時(shí)，立即停止放電，斷開用電設(shè)備與電池組的連接，并伴有報(bào)答提示；

⑥過溫報(bào)警

當(dāng)電池溫度或環(huán)境溫度超過警告值時(shí)，發(fā)出報(bào)警提示：

⑥過溫報(bào)警

當(dāng)電池溫度或環(huán)境溫度超過警告值時(shí)，發(fā)出報(bào)警提示。

⑦過溫保護(hù)

當(dāng)檢測(cè)到環(huán)境溫度或電池組內(nèi)部溫度超過保護(hù)值時(shí)，立即斷開充電或者用電設(shè)備與電池組的連接，并伴有報(bào)警提示。當(dāng)環(huán)境溫度或電池組內(nèi)部溫度恢復(fù)到允許值后，可通過手動(dòng)或自動(dòng)恢復(fù)對(duì)電池管理的功能，但不影響電池放電功能；

8.估測(cè)電池組 sOC SOC（StateOf Charge，電池的荷電狀態(tài)），即電池剩余電量。保持SOC維持在合理的范圍內(nèi).防止由于過充或者過放對(duì)電池的損傷，隨時(shí)預(yù)報(bào)電池的剩余容量；

9.對(duì)電池組中的單體電他進(jìn)行均衡

由于磷酸鐵鋰電池制造工藝復(fù)雜及鋰離子的相對(duì)活躍性，所以電池組中的單體電池電壓就存在不一致的現(xiàn)急。對(duì)電他組中的單體電池進(jìn)行均衡充電，使電池組中單體電池都達(dá)到均衡一致的狀態(tài)，可以有效地延長電池組的使用壽命，大大提高電池組的上作效率（此功能可以根據(jù)用戶要求增減）。

10并口通信

提供與基站監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行通信的接口，傳輸和顯示電池組狀態(tài)、報(bào)、SOC等信息，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理干預(yù)。

值得注意的是大多數(shù)電動(dòng)車的主要元件供應(yīng)商的OEM水平及價(jià)格在市場上還是差強(qiáng)人意的。不斷涌入電池市場的電氣化能源投資和電池管理系統(tǒng)的提升才是電池的安全、高效及合理的成本的關(guān)鍵！