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死性不改就是要做BMS

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高级工程师
  • 2017-4-24 19:09:39
          这段时间一直想过个BMS板无奈软件水平不行,只会STC单片机ARM看着头就疼,那么多头文件:打算用硬件做,看了好长时间的凌力尔特的LTC6803,里面的东西到时不错。LTC6803 是一款完整的电池测量 IC,每个都能测量多达 12 个串联连接的独立电池单元。就是价格不便宜啊!将近百十块钱一颗! 还有就是封装太小,引脚靠的太近想手工焊接都不可能,我就是自己做着玩的这样就用不了它了!最后的折衷方案就是仿照LTC6803抠图用LM358l来做个简单的4路电阻放电式均衡BMS板!
liaozhaocheng
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  • 2017-4-24 19:14:01
 
沙发,看贴。
不错啊,请继续
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高级工程师
  • 2017-4-24 19:15:45
 
你真牛!我发现一个字写错了。想回来改一下,都被你回复了!
电源小新
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  • 2017-4-25 13:50:10
 
Coming.Lu
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  • 2017-4-24 19:40:49
 
以后的MCU越来越复杂。
所以,应该要让头文件那些东西简化。
我现在用的 Cypress PSoC,把很多事都弄好了,都不用去关心是什么寄存器,只管调用软件生成的函数就行。(非广告)
liaozhaocheng
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  • 2017-4-24 19:44:19
 
第一次看到这个名字Cypress PSoC,感觉已经跟不上时代了。
Coming.Lu
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  • 2017-4-24 19:53:16
 
没有,这个是 冷门IC,比较贵,所以没什么人玩。
但东西还是不错的。
M国佬 的东东啊。
gxg1122
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副总工程师
  • 2017-5-18 13:33:56
 
但软件中必须的头文件还是需要的,系统配置好的头文件可以不用管,编译器会自动添加。
木木很-shy
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副总工程师
  • 2017-4-24 19:42:26
 
跟帖学习
电不死的小强
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副总工程师
  • 2017-4-24 19:51:54
 
不是我打击你,这颗IC硬件完全行不通,6804也是软件控制的。我已经做出来了,在小批量使用了

6804

6804

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高级工程师
  • 2017-4-24 20:02:53
 
    LTC6804比LTC6803有那些方面的提升啊?我要加紧时间,直接一步到位用LTC6804.
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高级工程师
  • 2017-4-24 20:08:18
 
      我明白你的意思了,TLC6802-TLC6803,主功能都是检测均衡和什么时候均衡都是通过SPI受MCU控制的!!明白,明白,谢谢。
YTDFWANGWEI
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  • 2017-4-24 20:47:35
 
6802没接触过,6803不是IC自己控制均衡的吗?
YTDFWANGWEI
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  • 2017-4-24 20:44:51
 
哪棵IC行不通?

电不死的小强
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副总工程师
  • 2017-4-24 21:13:34
 
必须配合软件才行得通
YTDFWANGWEI
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  • 2017-4-24 21:16:39
 
没听明白,什么叫配合软件才行,6804不需要软件吗?

电不死的小强
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副总工程师
  • 2017-4-25 09:05:52
 
单独用6804,没有任何作用。6804是用程序来控制的,就是要用单片机来访问和控制
YTDFWANGWEI
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  • 2017-4-25 09:12:40
 
那你前面说的,这个IC硬件完全行不通是什么意思?那款IC,硬件行不通是什么意思?
YTDFWANGWEI
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  • 2017-4-25 09:11:57
 
从你跟电池连接的方式来看,电池容量不小吧?从你的均衡来看,均衡电流不大吧?你这个均衡在什么时候起作用?
qadgg
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高级工程师
  • 2017-4-27 18:52:50
 
这种是放电均衡是不是?电流多大啊?
zhaojiayoua
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本网技工
  • 2017-9-3 14:10:30
  • 倒数6
 
spi_wakeup();  
        delay_1ms();
        LTC6804_wrcfg();
        delay_1ms();
//        i=LTC6804_rdcfg();
//    LTC6804_clraux();
        set_adc(0x10, 0x00,0x00,0x00 );  //ADC初始化
        
        
        while(1)
        {
        LTC6804_adax();     //ADC开始转换
                delay_nms(5) ;      //延时5ms            
           LTC6804_rdaux_reg(1,0x98);  //读辅助寄存器B中的某个GPIO电压
       delay_nms(5);
        
        }
帮看看这个程序读回GPIO口的电压,读回的数据都是0xff,写配置寄存器和读配置寄存器都没有问题
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高级工程师
  • 2017-4-24 19:55:14
 
        先介绍一下,LTC6803 是一款完整的电池测量 IC,包含一个 12 ADC、一个精确的电压基准、一个高压输入多路复用器和一个串行接口。每个 LTC6803 都能测量多达 12 个串联连接的独立电池单元。该器件的专有设计使多个 LTC6803 能串联叠置,而无需光耦合器或隔离器。从而允许对长串串联连接电池中的每一节电池进行精确的电压监视,属于第二代高压电池监视器。
+++++++++++   
主要是强大的内部::
1. 集成了电量平衡用的MOSFET(电流300mA),可以驱动外部平衡 MOSFET(这个电流看你的外配电阻)
2. 板上集成温度传感器也可以采用复用电路来测量12节电池温度信号(通过GPIO1、GPIO2来实现)
3. 12节串接的电池电压是提供差分方式,每节间相互独立互不干扰,还可以减少电池数量最少2节都可以工作。



捕获1.PNG
电不死的小强
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  • 2017-4-24 20:16:49
 
6804是最新的,6803是老的。没多大区别
YTDFWANGWEI
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  • 2017-4-24 20:46:14
 
没区别?6804你能通过外部关断他的供电,让他在电池静置的时候不耗电吗?

电不死的小强
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副总工程师
  • 2017-4-25 09:20:56
 
不耗电是假的。采用隔离变压器外部供电还差不多,多少还是耗电的。我们有做电池供电和外部供电的两种。
YTDFWANGWEI
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  • 2017-4-25 12:03:35
 
你没明白我的意思,在电池正常连接的情况下,6804你应该是无法切断他的供电让他不工作的(就是让IC不工作)而6803可以。等做BMS的同事回来我问问具体是怎么回事。
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高级工程师
  • 2017-4-27 18:02:59
 
以前也有人跟我说过,BMS电路不要太复杂。电路越多所产生的功耗就越多,还不可避免!
电不死的小强
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  • 2017-4-24 20:15:18
 
而且现在行业内不需求主动均衡。均衡反而减少电池寿命,也不可靠。如果真的到了需要主动均衡的地步,说明你电池一致性很差,甚至已经快坏了,这样还不如报修。现在主要还是做电压监测为主,有问题及时发现,更换坏的,均衡是解决不了根本问题。一般也就稍微被动均衡一下
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高级工程师
  • 2017-4-24 20:28:26
 
这个我道没有想过!
电不死的小强
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  • 2017-4-24 20:44:16
 
脑袋一热就开干,要热的时候保持清醒
YTDFWANGWEI
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  • 2017-4-25 09:16:26
 
1、哪个行业内部要求主动均衡?电池串联使用,差异性必然导致使用中电池出现差异,如果长期不进行处理,电池组的总体效果会越来越差,这个时候,可以可以对电池组进行均衡维护,这个虽然是维护,但也是均衡。
2、被动均衡相对来说效果没什么用,因为对动力电池来说,被动均衡基本起不到什么作用。
Coming.Lu
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  • 2017-4-25 09:24:50
 
被动均衡,基本没用,就是卖点(忽悠点)而以。
除非,均衡的时候,停止充电,均衡好了,再允许充电(见过这样的保护IC)。
电不死的小强
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  • 2017-4-25 09:48:35
 
实际情况是现在的电池厂都不用主动均衡,BMS只起单节电压和温度检测的作用,发现有压差过大,就会报修了。比如:537V120AH的电池,如果主动均衡电流是5A的话,那么得12个小时来均衡,对实际使用来说是不合理的。现在电池厂基本都是通过分容,挑选一致性一样的电池组装在一起。

Coming.Lu
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  • 2017-4-25 09:55:18
 
这么算是不对的。
120Ah 的 电池,误差不会差几十Ah 吧,按 10%误差算已经很大了。
那5A 均衡,理论上就2个多小时均衡时间而以。
如果按5%误差的话,就1个多小时,也就和充电所靠的时间差不多了。(假设1C充电)
电不死的小强
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副总工程师
  • 2017-4-25 10:19:33
 
其实还是提高了成本,零件多了好几倍,降低了可靠性低,均衡效果也不明显,对电池电量没有大的提升,还降低了能量密度,多花钱反而拿的补贴更少了。
Coming.Lu
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  • 2017-4-25 10:29:36
 
正如我29楼所说。
其实,主动均衡比较适合那种内置电池,并且使用周期长,而且基本没有机会保养的场合。

像一些可拆下来的电池,那均衡可以做在充电器端,这样也降低电池的成本的体积。
毕竟,电池可以买很多组,充电器也许只用买一个。
而且电池是耗材。
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  • 2017-4-27 18:09:44
 
听你们怎么一说直接做不下去了!  仁者见仁智者见智。
Coming.Lu
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  • 2017-4-25 09:57:49
 
其实,这类电池,应该是车上用的了。
车上空间有限,估计还是不要用主动均衡了,有那空间还不如多放点电池。
反正车时不时都要去 SSSS 保养的,在保养的时候做一次均衡就好。
YTDFWANGWEI
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  • 2017-4-25 11:59:40
 
12个小时?你这是均衡还是充电?如果120AH电池,即使容量差值达到10%,5A均衡也不过2小时而已。而且我说了,不是每次充电都去均衡(当然你要均衡也可以。)而是使用一段时间后,利用均衡设备维护一下。
llssr
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LV3
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  • 2017-4-25 13:01:16
 
你这电池容量差的太远了,可以报废了吧, 这样想要均衡过来意义不大啊
YTDFWANGWEI
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  • 2017-4-25 11:58:08
 
是的,我们目前做的就是在充电的时候被动均衡,保证充电结束电池电压一致。
Coming.Lu
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  • 2017-4-25 12:04:59
 
嗯,这个可以有。
电不死的小强
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  • 2017-4-25 13:41:44
 
也就快充满电和电快放光的时候单体差别比较大,静置20分钟左右就电压又差不多了。我们客户是 动态压差 最高和最低差400mV就报修,静置差200mV就报修
YTDFWANGWEI
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  • 2017-4-25 13:47:24
 
我们的用户要求电池充满电最高跟最低单体电池电压差值不能超过10mV。不均衡怎么办?
会员名可以很长
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高级工程师
  • 2017-4-27 18:12:52
 
现在的单体电池出厂时的电压差值有没有个标准?多少个毫伏》mV
YTDFWANGWEI
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  • 2017-4-25 15:04:17
 
你说的是一个结果,我说的是过程:
电池在是用过程中,肯定会出现容量的差异性,每次充电总不一定是容量小的先充满(因为充电之前电池并不都是空的,容量大的还没放完呢)这样有可能造成一个后果那就是每次充电,容量大的先充满,充电完成,每次放电,容量小的先放完,放电结束,造成了整个电池包体现的总体容量是小于最低容量电池的真是容量的。而是用一段时间后,对电池组进行一下均衡维护,也就是让他们都达到充满状态,这样放电的时候,电池包的容量就是最差单体电池的容量。所以说,不是说均衡没有意义,是均衡所占的意义多大的问题。在大容量动力电池中,如果将均衡放到电池组内,体积散热都是问题, 如果放在充电器上,接线是问题,我觉得这个才是关键。
电不死的小强
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LV8
副总工程师
  • 2017-4-25 15:19:15
 
电池在化成激活后进行分容,比如有3节电池,充满电是4.65V。充满电后,静置20分钟,第一节是3.371V,第二节电池是3.361V,第三节是3.381V。现在就20mV的静态压差,当串联在一起充电,电快充满的时候,动态压差可能就要100mV ,但是这个时候电池基本已经是98%以上电量了。主动均衡可能就提升一个点。而且效率还低。这样还不如在分容的时候,尽量挑选容量的组装在一起,省掉主动均衡。
YTDFWANGWEI
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  • 2017-4-25 15:22:07
 
你说的这是初期,使用半年后呢?
电不死的小强
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LV8
副总工程师
  • 2017-4-25 15:33:54
 
3.3V转3.3V,还是隔离的,效率可想而知。容量如果跌落的太厉害,那还不如换电池
YTDFWANGWEI
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  • 2017-4-25 15:52:10
 
谁告诉你3.3V转3.3V的?主动均衡可以利用外部电源,而且我一直在说均衡维护,你电池使用半年后做一次均衡维护,难道你还考虑这个效率是80%还是90%?
电不死的小强
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  • 2017-4-25 16:13:52
 
这个倒是没想到
电不死的小强
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  • 2017-4-25 16:41:17
 
看来我们也要弄一套,客户出货的时候可以用,出货量大,这个设备量应该也大
YTDFWANGWEI
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  • 2017-4-25 17:10:28
 
如果你的客户是车厂,你可以做这种维护设备,配套给车厂的。做电池组的定期维护。

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  • 2017-4-27 18:50:16
 
  我看过一种dcdc58.4V1A的直流均衡充电器,应该就是你说的这种用法。
qadgg
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  • 2017-4-27 18:51:38
 
哪个应该是用来给电压比较低的电池补充电压的!
YTDFWANGWEI
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  • 2017-4-28 08:29:01
 
给电压较低的电池补充电,本来就是均衡的一种方式啊,并不一定非要消耗电压高的能量给低电压的充电才叫均衡。
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  • 2017-4-27 18:10:30
 
充电的时候用被动均衡学习到了谢谢
qadgg
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  • 2017-4-27 18:51:59
 
共同学习啊!
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高级工程师
  • 2017-4-27 18:00:31
 
这两天公司比较忙!都没有时间过来看看好伤心啊!
x34242980
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本网技工
  • 2017-4-27 19:15:26
 
好的锂电池在化成激活后进行分容才能配对组装这样电话才能尽量提高一致性。
qadgg
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高级工程师
  • 2017-4-28 08:12:16
 
这个当然,要不然在强大的BMS也就不了它的命。
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高级工程师
  • 2017-5-2 08:36:01
 
这个就是我们公司现在用的LTC6803的12路BMS,我把弄个简单一点的电路,简化成下面的那张图。
QQ图片20170502083504.jpg
qq.jpg
YTDFWANGWEI
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  • 2017-5-2 10:57:00
 
板子很眼熟的样子,楼主在天津?
顺路问一下,我正在找这个白色的端子,能否介绍一下谁家的,价额如何?
电不死的小强
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  • 2017-5-2 14:28:19
 
万能的淘宝上有。质量还不错,搜索汽车连接器
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高级工程师
  • 2017-5-2 17:02:37
 
      江苏的,忘了叫什么名字!好像是MX34系列,我找一下有就给你。


MX34.pdf

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jacob1
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高级工程师
  • 2017-5-3 16:38:45
 
LTC6803还是LTC6804做的?
qadgg
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  • 2017-5-4 19:13:07
 
是LTC6803 ,每个电池测量 IC都能测量多达 12 个串联连接的独立电池单元,但是他只能测量要不要均衡要有MCU控制。
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  • 2017-5-4 19:38:15
 
新出来一个LTC3300的芯片大家去看看!
x34242980
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本网技工
  • 2017-5-4 19:27:39
 
做出来最大均衡电流是多少mA,电池电压精度是多少?这可是评价设计好坏的指标。
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  • 2017-5-4 19:39:08
 
捕获191.PNG LTC3300主动式+LTC6804被动式BMS电池管理是最好的组合

LTC3300是新出来的可寻址的高效率双向多节电池的电池组平衡器可实现多达 6 节串联锂离子或磷酸铁锂 (LiFePO4) 电池的双向同步反激式平衡

z1249335567
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  • 2017-5-4 19:51:18
 
出来学习学习,支持一下。
YTDFWANGWEI
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  • 2017-5-5 08:26:29
 
不知道有几家用过这种均衡,我遇到的更多是外部充电或者被动均衡的。
YTDFWANGWEI
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  • 2017-5-5 08:25:26
 
均衡电流多大都可以。因为你可以外扩MOS管控制放电电阻。
ruohan
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  • 2017-5-5 09:09:04
 
继续啊
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  • 2017-7-6 16:28:22
 
    放电电流太大也不行,发热太严重了还是转移能量的比较合适。
东风2822964691
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  • 2017-5-8 13:06:15
 
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x34242980
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  • 2017-5-19 09:55:15
 
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hezz
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  • 2017-5-25 11:54:09
 
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  • 2017-6-23 10:11:57
 
    现在LTC6804用的最多,特别是LTC6804-2这个型号 最多12节电池的电池组监控。
admin
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  • 2017-6-23 11:38:46
 
期待继续更新
kuailewangzi8
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  • 2017-7-3 15:33:08
 
讨论很激烈啊,默默地学习了。
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  • 2017-7-4 14:36:09
 
搞了一个简单的!!先发给你们看看。里面每个功能都想用一下效果怎么样?
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  • 2017-7-4 15:14:47
 
LTC6804-2电阻放电均衡型的设计,用的STC51单片机做控制,可以通过串口来同时控制多个电池组。
QQ图片20170704151247.jpg
QQ图片20170704151253.jpg
YTDFWANGWEI
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  • 2017-7-4 15:36:19
 
这个有均衡?都没看到均衡电阻。。。。。。
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  • 2017-7-4 16:05:02
 
        因为用的是集成块内部检查的功率管,均衡电流很小,100mA的强度。


QQ图片20170704160701.png
YTDFWANGWEI
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  • 2017-7-5 07:48:55
 
即使内部功率管,100mA的均衡电流,那么功率也有0.3W-0.4W了,至少需要1W以上功率电阻,你的板子上,哪个是均衡电阻呢?
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高级工程师
  • 2017-7-7 16:38:06
 
PCB正面的那一排电阻,画的封装是2010 ,实际焊的是0805电阻。
电不死的小强
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  • 2017-7-5 16:14:31
 
你这个板子画的有问题,乱铺地。你螺丝打外壳上,所有外壳都短接了。当多节串联的时候,你想想会怎么样。你这个看着好复杂,我们的用菊花链结构很简单。
电不死的小强
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  • 2017-7-5 16:17:15
 
菊花链结构,一个网口变压器,外部供电
11111.png
YTDFWANGWEI
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  • 2017-7-5 17:05:53
 
这个端子,看来用的很多啊,哈哈,我们也用的这个。
电不死的小强
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  • 2017-7-5 17:36:19
 
这个是汽车上用的端子,不是我要用这个端子
YTDFWANGWEI
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  • 2017-7-6 08:06:23
 
这个端子是汽车级的吗?感觉特性一般。
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高级工程师
  • 2017-7-6 16:24:15
 
是的,这个插座可能不是防震的。我想想试一下电路芯片的效果。
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高级工程师
  • 2017-7-6 16:23:04
 
      这个看起来铺租的东西少了好多,下面我写改进一下。刚开始的时候只考虑了要多加功能,就没有考虑其他的的。下面我会把电阻功率变大一些,用两个或者四个电阻并一起用!把隔离电源或者其它的功能去掉一些。
YTDFWANGWEI
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  • 2017-7-7 08:13:23
 
那么,你这个板子,实现了哪些功能呢?电池均衡的电阻式哪些?
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高级工程师
  • 2017-7-7 16:37:44
 
PCB正面的那一排电阻,画的封装是2010 ,实际焊的是0805电阻。
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高级工程师
  • 2017-7-7 16:39:26
 
靠近20芯白色弯脚插座的那排电阻。
YTDFWANGWEI
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  • 2017-7-8 08:15:30
 
你的6803采样进线端没有做保护?
yuhua123
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初级工程师
  • 2017-7-6 16:05:26
 
默默看看,关注
红旗2512848524
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高级工程师
  • 2017-7-6 16:17:25
 
     我们也是来学习的?BMS在锂电池里面是必须的。是放电均衡还是充电均衡。
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高级工程师
  • 2017-7-6 16:25:28
 
    LTC6804-2是电阻放电均衡型的设计芯片。没有充电均衡部分的功能,你可以外加这部分电路还实现。
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高级工程师
  • 2017-7-21 15:40:19
  • 倒数10
 
  现在公司比较忙!没有时间继续弄了。
世纪电源网-编辑
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管理员
  • 2017-7-27 17:32:02
  • 倒数9
 
希望楼主完成作品哈 ,这样给更多人学习参考的机会好谢谢
a546062923
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LV3
助理工程师
  • 2017-7-28 15:08:42
  • 倒数8
 
我就看看你们说,学习下
wang8272689
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LV1
本网技工
  • 2017-8-2 14:40:17
  • 倒数7
 
楼主试试LTC6811或者MC33771?
话说考虑功率的话只用1个0805的均衡电阻散热跟得上么?
1.PNG
yanhaijian
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LV2
本网技师
  • 2018-2-7 15:07:21
  • 倒数5
 
新能源这一块机会很多,工资待遇也给力。
SCCDGXQ
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LV6
高级工程师
  • 2018-4-4 09:47:03
  • 倒数4
 
不同系统架构BMS的优缺点

BMS随着特斯拉电动汽车的出世而名动天下,被称为电动汽车的几大核心技术之一,引来众多企业争相追逐,国内外重多企业投重金开发。但遗憾的是,在这一领域中国企业并未占得任何先机。主要是没有自己的芯片和方案,
  国外几大半导体厂家早有布局,系列电池检测芯片陆续推出,国内重多业内的BMS企业基本都是随这些系列芯片亦步亦趋,参考半导体公司给出的方案形成自己的产品。如果没有创新,国外半导体厂商掌握芯片、国外厂商制造高端高附加值产品、国内企业制造一般产品,在PC和手机行业里我们看惯的产业链角色分工也会在BMS上重演。先从电池管理专用芯片说起。电池管理专用IC的出现和发展是和锂电池应用过程中遇到的种种问题息息相关的。最早是为了解决锂电池的过充过放而设计出了单节电池的充放电保护芯片,后来在锂电池多节串联应用中又发展出应用于多串的芯片,这时候就成为了电池管理芯片,主要是对电池组中的每节电池电压数据进行采集。再以后为了应对电池不一致的问题,进一步集成了功率开关的驱动功能,这就是带有均衡功能的电池管理IC。( 典型如凌力尔特的LTC680X系列 )客观的讲,电池管理专用IC成就了早期的BMS产业,也引领了BMS产品的发展。正是因为有了专用芯片,BMS的设计才能大大简化,产品的小型化和可靠性才有了很大提高,但是同时,我们也要看到专用芯片的局限性。前面说过,电池管理专用芯片也是随着锂电池的应用发展起来的,而早期的锂电池多用于小型电子设备,后来在笔记本电脑中得到广泛使用,至此电池管理专用芯片一直都是为低串数、小型设备服务。当锂电池组应用到电动汽车或储能系统时,情况开始有了变化。电动汽车用锂电池组是高串数、大容量的电池串联使用,动辄几十串甚至上百串的数量已经不是笔记本电脑中几串这种个位数级别的串联使用可以相比的。专用IC也没有闲着,迅速地推出了更多串数应用的产品,但是考虑到电压和应用复杂度一般都不超过20串。使用这些IC设计的BMS的典型架构是集中式架构。BMS和电池组之间只有连线,连线数量取决于电池组串数,在BMS电路板上的电池管理专用芯片数量也取决于电池组串数。

1、集中式BMS
从示意图中可以看出,集中式BMS产品的优点是结构简单,成本低。在电池组串数较低时,比如说10来串,连线还算不太复杂,而且在电池组容量小的情况下,BMS安装位置可以靠近整个电池组,缩短连线距离,电池组----BMS,整个能量系统比较紧凑一体,在电动自行车和电动摩托车上比较适合。
但是在大型储能电池组上应用时,因为需要电池容量大,成组后物理尺寸比较大,连线会较长,而且长短不一,再加上串数众多,连线数量也就很多,几十条甚至上百条线的排布非常麻烦。还有一个重要的细节就是这些连线的顺序是需要固定的,因为专用芯片的管脚已经事先定义了电池串联顺序,所以每串电池上的连线要接入到BMS指定的接插件脚位。虽然在BMS设计工作上这并没有什么困难,但是在BMS与电池组的实际连接工作中却是一个不小的麻烦事。一般线都是一端和电池连接在一起,另一端通过插件接入BMS,与电池连接这些工作现在都是人工完成,将来也很难由机器完成,连接在每串电池每个电极上的线都不能出任何失误,这整个的工作量大小可想而知。通过集中式架构的分析,我们看到,专用IC比较适用于小容量、低串数的场合,在大容量、高串数的场合会有连线复杂,需要一一对应的缺点。
  再看均衡的问题,集中式架构比较适合完成被动均衡,电路设计上不增加复杂度,现在的主流专用IC也都有此功能。但是电流能力有限,百毫安级别,在电池组使用初期一致性差别不大的情况下问题倒也不大,在中后期一致性差别较大的情况下就会有电池不均衡矫正不及的风险。如果要加入主动均衡功能,现有架构基本没有任何帮助,需要额外的线束和开关矩阵,电路复杂程度急剧上升。开关矩阵需要大量的电子开关,MOSFET,但是因为数量多,其控制电路相当复杂,有企业用继电器代替,简化了设计,但是带来了继电器作为一个机械开关的寿命问题和误动作风险。当然也可以通过降低继电器的开关频率来延长其寿命,通过误动作检查来避开风险,但是这样做始终是无法保证器件的平均无故障工作时间,更何况继电器的数量也是相当多,不止一个。这是一种不得已而为之的妥协方案,而不是解决主动均衡开关矩阵难题的正解。
、单体电池温度监测问题(严重)
电池组内的各个单体电池的一致性是不可能一致的,如果一旦有蓄电池失效出现,就会劣化扩散,进而传染整个电池组;蓄电池劣化还会因为局部高内阻造成过热,严重可能诱发着火甚至爆炸。这绝非耸人听闻,有图有真相!如下图, 漏液腐蚀、内部短路、铅酸电池的极板硫化、干涸、变形(失压/鼓包),蓄电池问题多多!蓄电池失效带来的灾难性后果是不可预料的损失及危险存在,相当于一个定时炸弹!



大型储能系统和大型后备电源系统中电池系统直流电缆及连接条等附件的选择是否满足放电要求,安装质量是否满足要求,这些如果处理不好,异常温升就可能成为事故的故障点。
遗憾的是采用专用IC芯片的集中式方案只能设制4-8个温度点来平均分布在电池包内,是不具备监测组内每一只单体电池的温度和不能准确有效的测量每一只单体电池和大电流线缆连接不良时的异常升温的,更发现不了早期劣化的蓄电池因为局部的高内阻在大电流充,放电时造成异常过热,这是有严重安全风险的,在大型储能系统和大型后备电源系统中,这更是重中之重,安全是第一要素。
单体电池的内阻检测( SOH电池健康度
同一工厂同一批次没有两只电池的内阻,容量,等参数是一致的,电池PACK成组只是选内阻,容量,等参数相近试而以,随着电池的使用时间和循环次数的增加,电池不一致性的差异越来越明显化,电池内阻检测就是提前发现早期劣化的蓄电池,提高了电池组系统的长久性,可靠性与安全性。但是专用IC芯片的集中式方案是没有这个功能的,属先天不足,没法补救。
2、分布式架构的BMS:
为了解决连线复杂的难题,出现了分布式架构的BMS。这种BMS是将信息采集传递的功能与其他功能独立分离,整个系统分成了CSC(单体管理单元)、BMU(电池管理控制器),CSC安装在单串电池上,负责本串电池信息采集和传递,每串电池的信息通过总线传入BMU。这种架构通过总线解决了线束复杂的难题,而且安装相对简单,效率高,柔性好,适合不同电池组规模大小。分布式的BMS可以不用电池管理专用IC,是抛开专用IC进行创新设计的一个相对成功的思路。不足的是,分布式架构也没有解决一一对应的关系和主动均衡的难题,CSC同样需要设置地址(虽然可以在安装后设置,比集中式架构在安装前就需要确定要容易实现,出错概率小),主动均衡仍然需要额外的线束和开关矩阵。而且因为每个CSC上都需要MCU和带有隔离的通讯总线,价格要高于集中式架构BMS,尤其在低串数上优势不大。
分布式的思路给了集中式的一个很好的提示,这就是通过总线解决线束问题,专用IC也看到了其中的好处,迅速推出了带有无需隔离的通讯总线,进一步完善了自己。半分布式架构,实际上是二级集中式的架构成为了当今BMS主流设计之一。这就是将整个电池组分为几个模组,每个模组使用采用专用芯片设计成的一个小BMS,然后通过总线连接到一个最终的控制器上。半分布式架构集中了分布式的线束少的优点和集中式的设计简单的优点,但是遗憾的是,以前架构没能解决的问题也跟着继承下来,一一对应的关系和主动均衡的难题仍然存在。
追本溯源,一一对应的关系和主动均衡中开关矩阵的难题都来自于电池管理专用芯片的先天局限,尽管电池管理专用芯片也在不断进化。因为是多串应用,在专用IC上,每个电池检测通道必须事先就要确定编号,事后再得知每个通道的顺序,无法想象,目前看任何IC都无法设计出这么一个功能。同样,开关矩阵也是来源于多串应用,又因为涉及到功率部分,这更是IC的天然弱势,现有架构对主动均衡无能为力的原因就在于此。所以,如果是低串数,无需主动均衡功能的应用,采用专用IC方案是可行的,比如电动工具、电动自行车和电动摩托车;在大型储能系统和电动汽车级别的使用中,尤其是要完成主动均衡功能,采用专用IC来设计BMS还是比较吃力的。
、单体电池温度监测和单体电池的内阻检测
分布式的二级架构中CSC(单体管理单元),是较方便的加入温度和内阻检测功能的。前题是不能采用专用的IC芯片方案。

3积木式BMS:( 本人的方案
    不好意思涉及机密此处省略


这种架构结构简单紧凑,功能强大,解决了BMS产品的几大难点:复杂的线束、一一对应的关系和双向大电流主动均衡功能,并能检测单体电池的温度,内阻等,属颠覆式创新性架构方案。
此种架构的BMS系统以批量的用在了中国铁塔集团的移动通讯机站的后备电池组中。
三种架构功能比较
架构
线束
安装
被动均衡
主动均衡
适用电池串数
成本
集中式
复杂
小电流
需要额外的线束和电路
分布式
一般
较大电流
需要额外的线束和电路
积木式
最少
简单
双向主动均衡1-25A
通用
略高


  比较三种架构,不难发现,集中式是最扁平化的管理结构,电池和BMS之间只有线束连接,但是也带来了线束复杂的问题,几十根甚至上百根线需要连接,而且线长不一,位置各异,不管对PACK厂还是最终的使用方,批量生产,或许还要面对电池包大小的不一,都是一个需要付出巨大成本的任务
  分布式和积木式都是二级管理结构,即在每串电池上都有一个BMS的代理人,负责本串电池信息采集和传递,这样就避开了复杂的线束问题。
  但是积木式比分布式的更胜一筹,它把主动均衡功能和(不好意思涉及机密此处省略)
  主动均衡功能一直以来是国外产品的杀手锏,国内仅有几家可以做到,但是提高了产品复杂性和成本。但电流都不大,检索现有BMS产品的公开资料,咨询业界人员,均未见过能如此实现主动均衡功能的表述,包括特斯拉的BMS。就单从这点来看,积木式架构的颠覆式创新也算是名副其实。
  相比现有架构,积木式架构的结构简单灵活,功能强大,主动均衡功能和结构浑然一体,电池包规模大小通吃。积木式架构的成本仅相当于集中式的水平,考虑到主动均衡功能,实际成本比同样功能的集中式产品还要低。
  可以预测,如果使用这种技术,不管是方形电池还是圆柱形电池,储能系统还是电动汽车用的动力型锂电PACK很容易根据容量大小形成一个标准系列,这对于储能系统和电动汽车行业的产业化发展大有裨益,甚至也许可以让中国在电动汽车行业的游戏规则--标准上掌握一定的话语权。(另,可全部采用通用IC在芯片的使用上也不会受制于国外的制约 )


Jewin
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落伍了,现BMS好热门
yuhua123
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楼主 我来催更了
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BMS国内技术如何呀
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