动力锂电池为什么需要BMS管理系统?

来源：存能电气  日期：2019-01-07 16:20  浏览量：次

　　动力锂电池为什么需要BMS管理系统?锂电池的电池管理系统(BMS)的重要作用是什么?尽管锂电池比其他种类的电池有更多的优点，但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。

　　什么是电池管理系统？

　　电池管理系统，缩写BMS，是对电池进行管理的系统，通常具有量测电池电压的功能，防止或避免电池过放电、过充电、过温度…等异常状况出现。随着技术发展，已经逐渐增加许多功能。

　　BMS常见应用场合：

　　手机、MP3播放器、录音笔、笔记型电脑、电动脚踏车、电动自行车、电动代步车、电动二轮车、电动机车、老人代步车、电动车、纯电动车、电动汽车、电动船等任何有使用电池并且需要充电的装置、仪器或载具。

　　动力锂电池为什么需要BMS管理系统?

　　动力锂电池管理系统能有效的对锂电池组进行有效的监控、保护、能量均衡和故障警报，进而提高整个动力电池组的工作效率和使用寿命。锂电池由于其工作电压高、体积小、质量轻、能量密度大、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长等众多优点而被广泛使用在各种精密设备上。但是锂电池有严重的缺陷，总结来说有以下两个方面：

　　(1)安全性

　　锂电池存在安全性差，时有发生爆炸等缺陷。尤其是钴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。

　　锂电池的电池管理系统(BMS)的重要作用：

　　动力锂电池从产生直到寿命完结回收，都存在安全问题，即使在出厂时完全符合国际安全标准，在使用过程中会从安全状态演变到不安全状态，质量好的单体电池性能逐渐衰退而达到寿命极限，质量不好的单体电池，在使用过程中其性能会陆续出现各种不正常劣化衰退，进入所担心的不安全状态。这是一个逐渐累积的变化过程。

　　锂电池BMS管理系统就不像有些电池生产企业说的那样可有可无，而是必须要有，而且还要贯穿电池组应用始终。锂电池管理系统在国内外已有许多研究，并且开始在许多领域应用，已经能满足一些市场的需要，锂动力电池的应用对电池管理系统提出了更高的要求，保障动力电池组的使用安全，是锂动力电池管理系统的首要任务。

　　锂电池BMS管理系统有如下特点：

　　●锂电池管理系统由管理主机（CPU）、电压与温度采集模块、电流采集模块和通信接口模块组成。

　　●可检测并显示锂电池组的总电压、总电流、储备电量；任一单体电池的电压和电池箱的温度；最高和最低单体电池电压及电池编号、最高和最低温度、电池组的充放电量。

　　●UPS电池主机还提供报警和控制输出接口，对过压、欠压、高温、低温、过流、短路等极限情况进行报警和控制输出。

　　●提供RS232和CAN总线接口，可在计算机上直接读取锂电池管理系统上的所有信息。

　　新能源汽车的锂电池包与BMS：

　　电动汽车动力电池是由几千个小电芯组成的，锂电池包的组成主要包括电芯、模块、电气系统、热管理系统、箱体和BMS。

　　锂电池包是新能源汽车核心部件，为整车提供驱动电能，它主要通过金属材质的壳体包裹构成电池包保护主体。电芯通过模块化的结构设计实现了电芯的集成，并且包括电芯的散热硬件，散热系统设计的好坏是BMS实现优良管理的前提，这也是个家厂商技术先进与否的重要体现。通过热管理设计与仿真优化锂电池包热管理性能，电器部件及线束实现了控制系统对电池的安全保护及连接路径；通过BMS实现对电芯的管理，以及与整车的通讯及信息交换。

　　锂电池管理系统作为电池安全运用的有力保障，使得电池时刻处于安全和可控制的充放电使用过程中，大大提高了电池在实际使用过程中的循环使用寿命。在新能源汽车的快速发展过程中，锂电池管理系统（BMS）作为核心的技术发挥着举足轻重的作用。