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

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

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)缺點對比：① 被動均衡方式優(yōu)點：電路結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。缺點：只能做充電均衡。同時，在充電均衡過程中，多余的能量是作為熱量釋放掉的，使得整個系統(tǒng)的效率低、功耗高，均衡電流50mA。BMS應(yīng)用：電動自行車、電摩。② 飛度電容方案優(yōu)點：成本低，結(jié)構(gòu)簡單，主動式能量利用率高。缺點：均衡效率有限，是把電容作為能量傳遞的載體。該方案可以實現(xiàn)能量在電池組任意兩個單體之間的直接轉(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，隨著均衡過程的進行，均衡速度會越來越慢，量產(chǎn)均衡電流300mA左右。③ 儲能電感方案優(yōu)點：主動式能量利用率高，均衡效果大于電容方案，量產(chǎn)均衡電流5A。缺點：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，適用于大型動力電池或儲能站電池，目前量產(chǎn)均衡電流可以到5A。

實戰(zhàn)方案推薦：

方案一：基于NXPS32K144的BMS一體機解決方案

一般BMS由一個主控單元和多個從控單元組成，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CAN匯流排或DaisyChain(菊輪鏈)通信等方式管理多個從控單元?；贜XPS32K144的BMS一體機解決方案支持菊輪鏈和CAN網(wǎng)路。具有極大的靈活性，可滿足不同客戶的需求。

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，接受車身諸多感測器的信號，另一方面使用SPI直接或透過NXPMC33664轉(zhuǎn)為TransformerPhysicalLayer(TPL)與NXPMC33771AFEIC通信，獲取AFE采集的資料。

核心技術(shù)優(yōu)勢

· 監(jiān)測單節(jié)電池的電壓、溫度

· 監(jiān)測整串的電壓、電流、溫度

· 單節(jié)電池之間具有被動均衡功能

· 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7到14串電池

· 內(nèi)置被動均衡電流開關(guān)管，最大支援300mA被動均衡電流

· 內(nèi)置庫倫計，用于電流檢測

· ASILC芯片功能安全等級

· 可支援63顆MC33771級聯(lián)

· 檢測精度2mV

· 支援43種內(nèi)部自檢測功能

· 65us內(nèi)同步測量電壓電流

方案二：一體式智能BMS電池管理系統(tǒng)應(yīng)用方案

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

方案特點

· 采用 APM32F103RCT7系列車規(guī)級 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CAN支持特定幀喚醒

· 8路高邊驅(qū)動，4路低邊，均支持三態(tài)檢測

· 支持分流器和霍爾傳感器等高精度電流檢測

· 系統(tǒng)支持OTA遠程升級、帶升級失敗程序回滾等功能

APM32F103RCT7芯片框圖

極海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

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

· 12-bit 高精度ADC，可協(xié)助AFE做采集精度補償，并可準確檢測功率器件，防止過溫故障

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

· 支持雙CAN接口，符合2.0A/2.0B（主動）規(guī)范，通信速率高達1Mbit/s，支持USB和CAN獨立工作，滿足車身控制、儀表通信、整車充電控制、監(jiān)控以及標定操作需求

· 芯片ESD等級高達5.5KV，抗干擾能力強，對電磁環(huán)境有更高容忍度

· 通過AEC-Q100車規(guī)認證、IEC61508 SIL3功能安全認證