磷酸鐵鋰電池組管理系統(tǒng)設計思路

為確保使用磷酸鐵鋰電池組使用的安全可靠性，研發(fā)制造電池組的協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)是非常必要的，電池管理系統(tǒng)提供了一個與外部系統(tǒng)交互的接口，如充電電源，開關裝置，負載及數(shù)據(jù)顯示設備。 一個電池組管理系統(tǒng)會讓一群“啞巴”似的電芯轉變成為一個智能電池組。 汽車制造工廠及相關廠商的電動汽車快速發(fā)展都有得益于電池管理系統(tǒng)提供了更高的性能和更完善的功能。管理系統(tǒng)可以拆分成兩個科學，電池監(jiān)控和電池控制；監(jiān)控部分包括電壓和溫度的測量和電池平衡。這都是電池管理系統(tǒng)的基本屬性。 雖然磷酸鐵鋰電池在短路、過充、擠壓、針刺等條件測試下仍然是安全的，但是會對電池的循環(huán)壽命造成極大影響。磷酸鐵鋰電池生產(chǎn)工藝比較復雜.單體電池的一致性差異會比密封閥控鉛酸電池大，這就造成電池組在充電后期個別單體電池的電壓迅速上升，差異過大會嚴重影響電池使用壽命，為了避免以上現(xiàn)象的發(fā)生就需要用電他管理系統(tǒng)保障電池的安全可靠。 電池組管理系統(tǒng)（BatteryManagement System，即BMS），是電池組保護和管理的核心組成部分，不僅要保證電池安全可靠的使用.而且還要充分發(fā)揮電池的性能和延長使用壽命，作為通信用的后備電能，管理系統(tǒng)在高壓直流電源和電池之間起到一個橋梁作用。對電池組管理系統(tǒng)的要求必須符合通信電源供電系統(tǒng)的要求，所以電池管理系統(tǒng)的安全管理模式對電池的安全性至關重要。電池組管理系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集單元、計算以及控制單元、均衡單元、控制執(zhí)行單元和通信單元。架構圖如下： 

 磷酸鐵鋰電池組管理系統(tǒng)

1、電池組管理系統(tǒng)的基本作用 

（1）監(jiān)側單體電池的工作狀況，例如檢測每個單體電池的電壓、充放電電流、電池組的環(huán)境溫度等； 

（2）保護電池，避免在極端的條件下發(fā)生電池壽命縮短和電池損壞。

 2、電池管理系統(tǒng)的主要功能 

（1）過壓保護 當單體電池充電電壓超過允許值時，立即停止充電，斷開充電設備與電池組的連接： 

（2）過放報警 當單體電池放電電壓低于警告值時，發(fā)出報警提示；

（3）過放保護 當單體電池放電電壓低于保護值時，立即停止放電，斷開用電設備與電池組的連接，并伴有報警提示； 

（4）過流報警 當電池組輸人或者輸出的電流超過警告值時，發(fā)出報警提示； 

（5）短路保護 當電池組發(fā)生短路時，立即停止放電，斷開用電設備與電池組的連接，并伴有報警提示； 

（6）過溫報警 當電池溫度或環(huán)境溫度超過警告值時，發(fā)出報警提示： 

（7）過溫報警 當電池溫度或環(huán)境溫度超過警告值時，發(fā)出報警提示。 

（8）過溫保護 當檢測到環(huán)境溫度或電池組內(nèi)部溫度超過保護值時，立即斷開充電或者用電設備與電池組的連接，并伴有報警提示。當環(huán)境溫度或電池組內(nèi)部溫度恢復到允許值后，可通過手動或自動恢復對電池管理的功能，但不影響電池放電功能； 

 3、估測電池組 SOC SOC（StateOf Charge，電池的荷電狀態(tài)），即電池剩余電量。保持SOC維持在合理的范圍內(nèi).防止由于過充或者過放對電池的損傷，隨時預報電池的剩余容量；

 4、對電池組中的單體電他進行均衡 由于磷酸鐵鋰電池制造工藝復雜及鋰離子的相對活躍性，所以電池組中的單體電池電壓就存在不一致的現(xiàn)象。對電他組中的單體電池進行均衡充電，使電池組中單體電池都達到均衡一致的狀態(tài)，可以有效地延長電池組的使用壽命，大大提高電池組的上作效率（此功能可以根據(jù)用戶要求增減）。

 5、并口通信 提供與基站監(jiān)控系統(tǒng)進行通信的接口，傳輸和顯示電池組狀態(tài)、報警、SOC等信息，實現(xiàn)遠程監(jiān)控和管理干預。