鋰離子電池BMS的發(fā)展現(xiàn)狀

BMS的重要解決方法是安全，安全要:

1)過(guò)充保護(hù)，即當(dāng)電壓超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)及時(shí)終止充電。

2)過(guò)放電保護(hù)，即當(dāng)組內(nèi)任何單體的電壓低于過(guò)放電閾值時(shí)，終止放電。

3)過(guò)流、短路保護(hù)，重要功能是當(dāng)放電電流過(guò)大或因意外原因造成短路時(shí)，輸出可自動(dòng)關(guān)閉，進(jìn)入自鎖狀態(tài)。

目前，這些基本的保護(hù)功能可以通過(guò)專(zhuān)業(yè)的鋰離子電池保護(hù)芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)，如TI、lint等專(zhuān)業(yè)的鋰離子電池保護(hù)IC，均衡是電池管理的核心問(wèn)題。根據(jù)能量處理方式，均衡化的具體實(shí)現(xiàn)方法可分為耗散型和非耗散型。耗散均衡是通過(guò)消耗電池兩端并聯(lián)的并聯(lián)電阻上多余的能量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。該方法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，成本低，但存在熱管理問(wèn)題。非耗散均衡是指電池組中各單元之間的能量傳遞達(dá)到平衡。這種均衡方法具有多種電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，但往往存在電路復(fù)雜、均衡效率低、均衡速度慢等問(wèn)題，限制了其在電動(dòng)汽車(chē)、儲(chǔ)能等大容量領(lǐng)域的應(yīng)用。

由于結(jié)構(gòu)和模型的復(fù)雜性，鋰離子電池SOC特性受到充放電比、溫度、充放電次數(shù)等諸多不確定因素的影響。因此，如何根據(jù)可測(cè)量的參數(shù)對(duì)SOC進(jìn)行準(zhǔn)確的估計(jì)是迫切要解決的問(wèn)題

解決這個(gè)問(wèn)題。目前常用的SOC估計(jì)方法有放電法、電流表積分法、開(kāi)路電壓法和卡爾曼濾波法。放電試驗(yàn)的方法是將蓄電池的放電恒電流，統(tǒng)計(jì)出電量，直到其終端電壓達(dá)到放電截止電壓。該方法可靠，適用于不同類(lèi)型的電池。然而，重要的缺點(diǎn)是測(cè)試過(guò)程很長(zhǎng)，無(wú)法在線(xiàn)實(shí)時(shí)估計(jì)。因此，這種方法通常用來(lái)確定電池模型的參數(shù)。安培小時(shí)積分法通過(guò)計(jì)算電池在一段時(shí)間內(nèi)充放電時(shí)進(jìn)出的容量來(lái)計(jì)算SOC。在計(jì)算荷電狀態(tài)值后，根據(jù)環(huán)境溫度和充放電比對(duì)荷電狀態(tài)進(jìn)行補(bǔ)償。該方法存在積分累積誤差和初值預(yù)測(cè)問(wèn)題。開(kāi)路電壓法利用開(kāi)路電壓與SOC之間的曲線(xiàn)對(duì)應(yīng)關(guān)系來(lái)估計(jì)SOC。然而，為了測(cè)量開(kāi)路電壓，要消除電池的自恢復(fù)效應(yīng)，這要很長(zhǎng)的時(shí)間。因此，開(kāi)路電壓法不能實(shí)時(shí)估計(jì)SOC，但可以為其他算法供應(yīng)SOC的初始值。卡爾曼濾波是用遞歸迭代法求解離散方程濾波問(wèn)題的一種方法。因此,我們可以使用電池的最后狀態(tài)參數(shù)來(lái)估計(jì)當(dāng)前時(shí)刻的工作狀態(tài),包括電池電流、工作溫度等參數(shù)作為系統(tǒng)的輸入,SOC狀態(tài)參數(shù),電池電壓作為輸出,并利用卡爾曼濾波器估計(jì)鋰離子電池SOC。目前，卡爾曼濾波仍處于理論仿真階段，對(duì)其實(shí)際應(yīng)用的報(bào)道較少。目前，BMS系統(tǒng)重要采用模擬/數(shù)字溫度傳感器對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)控，在成本有限的情況下可以使用熱敏電阻。