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BMS電池管理系統(tǒng)三種均衡控制算法的區(qū)別與應(yīng)用場(chǎng)景

作者: 時(shí)間:2025-03-25 來(lái)源:我愛(ài)方案 收藏

均衡技術(shù)主要是指電池管理系統(tǒng)中用于維護(hù)電池組中各個(gè)單體電池電量一致性的技術(shù)。其基本原理是通過(guò)監(jiān)控電池組的充放電狀態(tài),以及各個(gè)單體電池的電壓、電流、溫度等參數(shù),然后通過(guò)相應(yīng)的控制策略,對(duì)電池單體進(jìn)行充放電過(guò)程中的調(diào)節(jié),降低電池單體之間的不均衡特性,使得各個(gè)單體電池的電量盡可能地保持一致,從而提高整個(gè)系統(tǒng)的性能和壽命。

本文引用地址:http://www.ljygm.com/article/202503/468583.htm

根據(jù)BMS的三種均衡控制算法的區(qū)別與不同的應(yīng)用場(chǎng)景,推薦安全穩(wěn)定且高效的BMS方案及主控芯片。

各均衡方案優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比:① 被動(dòng)均衡方式優(yōu)點(diǎn):電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本較低。缺點(diǎn):只能做充電均衡。同時(shí),在充電均衡過(guò)程中,多余的能量是作為熱量釋放掉的,使得整個(gè)系統(tǒng)的效率低、功耗高,均衡電流50mA。BMS應(yīng)用:電動(dòng)自行車(chē)、電摩。② 飛度電容方案優(yōu)點(diǎn):成本低,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,主動(dòng)式能量利用率高。缺點(diǎn):均衡效率有限,是把電容作為能量傳遞的載體。該方案可以實(shí)現(xiàn)能量在電池組任意兩個(gè)單體之間的直接轉(zhuǎn)移。由于均衡電流受電容電壓與電池組中單體電壓之差的限制,隨著均衡過(guò)程的進(jìn)行,均衡速度會(huì)越來(lái)越慢,量產(chǎn)均衡電流300mA左右。③ 儲(chǔ)能電感方案優(yōu)點(diǎn):主動(dòng)式能量利用率高,均衡效果大于電容方案,量產(chǎn)均衡電流5A。缺點(diǎn):只能在相鄰的兩節(jié)之間轉(zhuǎn)移能量;成本偏高,結(jié)構(gòu)復(fù)雜DC/DC單向均衡:均衡性能有限,目前量產(chǎn)均衡電流可以到1ADC/DC雙向均衡:均衡效果理想,成本高,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,適用于大型動(dòng)力電池或儲(chǔ)能站電池,目前量產(chǎn)均衡電流可以到5A。

實(shí)戰(zhàn)方案推薦:

方案一:基于NXPS32K144的BMS一體機(jī)解決方案

一般BMS由一個(gè)主控單元和多個(gè)從控單元組成,從控單元直接連接電池包(BatteryPack),采集電池的電壓、電流和溫度等,主控單元通過(guò)CAN匯流排或DaisyChain(菊輪鏈)通信等方式管理多個(gè)從控單元。基于NXPS32K144的BMS一體機(jī)解決方案支持菊輪鏈和CAN網(wǎng)路。具有極大的靈活性,可滿(mǎn)足不同客戶(hù)的需求。

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使用NXPS32K144作為BMS的控制處理單元,一方面留有CANBUS可以與其他的BMU及其它ECU連接,接受車(chē)身諸多感測(cè)器的信號(hào),另一方面使用SPI直接或透過(guò)NXPMC33664轉(zhuǎn)為T(mén)ransformerPhysicalLayer(TPL)與NXPMC33771AFEIC通信,獲取AFE采集的資料。

核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)

· 監(jiān)測(cè)單節(jié)電池的電壓、溫度

· 監(jiān)測(cè)整串的電壓、電流、溫度

· 單節(jié)電池之間具有被動(dòng)均衡功能

· 電池包之間采用CAN匯流排或者菊輪煉連接

· 帶有多種保護(hù)和診斷功能

· 支援SPI/TPL兩種可選配的通信方式

方案規(guī)格

· 單顆MC33771可監(jiān)測(cè)7到14串電池

· 內(nèi)置被動(dòng)均衡電流開(kāi)關(guān)管,最大支援300mA被動(dòng)均衡電流

· 內(nèi)置庫(kù)倫計(jì),用于電流檢測(cè)

· ASILC芯片功能安全等級(jí)

· 可支援63顆MC33771級(jí)聯(lián)

· 檢測(cè)精度2mV

· 支援43種內(nèi)部自檢測(cè)功能

· 65us內(nèi)同步測(cè)量電壓電流

方案二:一體式智能BMS電池管理系統(tǒng)應(yīng)用方案

半導(dǎo)體智能電池管理系統(tǒng)應(yīng)用方案,支持實(shí)時(shí)采集、處理、存儲(chǔ)電池組運(yùn)行過(guò)程中的重要信息,可配合外部設(shè)備如整車(chē)控制器交換信息,解決電池系統(tǒng)中安全性、可用性、易用性、使用壽命等關(guān)鍵問(wèn)題,有效延長(zhǎng)電池使用壽命,提高電池能源的利用率。

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方案特點(diǎn)

· 采用 APM32F103RCT7系列車(chē)規(guī)級(jí) MCU

· 支持6~18V超寬電源輸入

· 支持42串電壓采集(精度±5mV)

· 支持12路溫度采集(溫度±1℃)

· 支持多路CAN通訊,整車(chē)CAN支持特定幀喚醒

· 8路高邊驅(qū)動(dòng),4路低邊,均支持三態(tài)檢測(cè)

· 支持分流器和霍爾傳感器等高精度電流檢測(cè)

· 系統(tǒng)支持OTA遠(yuǎn)程升級(jí)、帶升級(jí)失敗程序回滾等功能

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APM32F103RCT7芯片框圖

APM32F103RCT7產(chǎn)品特性

· 基于Arm? Cortex?-M3內(nèi)核,工作主頻96MHz

· 內(nèi)置256KB FLASH,有效支持大量數(shù)據(jù)的OTA升級(jí)

· 工作溫度覆蓋-40℃~105℃,對(duì)復(fù)雜工作環(huán)境具有高適應(yīng)性,保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行

· 12-bit 高精度ADC,可協(xié)助AFE做采集精度補(bǔ)償,并可準(zhǔn)確檢測(cè)功率器件,防止過(guò)溫故障

· 集成豐富的外設(shè)接口,可實(shí)時(shí)有效地與模擬前端、霍爾傳感器等外設(shè)傳感器進(jìn)行通信

· 支持雙CAN接口,符合2.0A/2.0B(主動(dòng))規(guī)范,通信速率高達(dá)1Mbit/s,支持USB和CAN獨(dú)立工作,滿(mǎn)足車(chē)身控制、儀表通信、整車(chē)充電控制、監(jiān)控以及標(biāo)定操作需求

· 芯片ESD等級(jí)高達(dá)5.5KV,抗干擾能力強(qiáng),對(duì)電磁環(huán)境有更高容忍度

· 通過(guò)AEC-Q100車(chē)規(guī)認(rèn)證、IEC61508 SIL3功能安全認(rèn)證



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