BMS對(duì)于不同的人意味著不同的東西。它僅僅是一些電池監(jiān)控系統(tǒng)，在充放電過程中檢查電壓、電流、電池以及內(nèi)部環(huán)境中溫度大小等參數(shù)一個(gè)關(guān)鍵操作。 BMS的監(jiān)測(cè)電路通常會(huì)向保護(hù)裝置提供輸入，如果任何參數(shù)超出設(shè)定的極限，保護(hù)裝置就會(huì)產(chǎn)生警報(bào)或?qū)㈦姵貜呢?fù)載或充電器上斷開。

電力或設(shè)備工程師負(fù)責(zé)的備用電源電池是防御的一關(guān)，斷電或電信網(wǎng)絡(luò)故障的BMS，這里意味著電池管理系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)不僅包含電池的監(jiān)測(cè)和保護(hù),還包括在需要時(shí)隨時(shí)準(zhǔn)備提供全功率的方法和延長(zhǎng)電池壽命的方法。這包括從控制收費(fèi)到維修的一切事務(wù)。

汽車工程師的電池管理系統(tǒng)的一個(gè)組成部分,電池管理系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜得多的速效能源管理系統(tǒng)的組成部分，必須與其他車載系統(tǒng)（如整車控制器、電機(jī)控制器、通信和安全系統(tǒng)等）進(jìn)行接口連接。

因此有許多品種的BMS。

設(shè)計(jì)一個(gè)電池管理系統(tǒng)

為了控制電池性能和安全需要理解需要控制什么,為什么需要控制。這需要一個(gè)深入了解的基本單體化學(xué)，性能特征和電池失效模型特別是鋰電池故障 。電池不能僅僅被視為一個(gè)黑盒子。

電池管理系統(tǒng)的模塊

有三個(gè)主要目標(biāo)共同所有的電池管理系統(tǒng)

保護(hù)單體或電池免受損害

延長(zhǎng)電池的壽命

維護(hù)的電池狀態(tài)可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的功能性需求它。

 為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，BMS可以包含以下功能中的一個(gè)或多個(gè)。

單體保護(hù)保護(hù)電池的離開超過限度的操作條件是所有BMS設(shè)計(jì)程序的基礎(chǔ)。  在實(shí)踐中，BMS必須提供完整的，并幾乎可以覆蓋任何可能性的電池單體保護(hù)。  對(duì)于高電壓和高功率的汽車電池來說，尤其如此，它們必須在惡劣的環(huán)境中工作，同時(shí)也會(huì)面臨用戶的胡亂使用。

費(fèi)用控制這是BMS的一個(gè)基本特征。電池充電不當(dāng)造成的損壞比其他任何原因造成的損失都多

需求管理不是與電池本身的操作直接相關(guān)的，而是指使用電池的應(yīng)用程序。它的目標(biāo)是通過在應(yīng)用電路中設(shè)計(jì)節(jié)電技術(shù)，從而延長(zhǎng)電池充電的時(shí)間，從而大限度地減少電池的電流消耗。

SOC的測(cè)定許多應(yīng)用程序需要了解電池的電荷狀態(tài)（SOC）或電池鏈中的單個(gè)電池的狀態(tài)。這可能只是為了向用戶提供電池容量的指示，或者在控制電路中需要它來確保充電過程的能夠好的控制。

SOH的測(cè)定健康狀況（SOH）是衡量電池能否提供其產(chǎn)出的能力。 這對(duì)評(píng)估應(yīng)急電力設(shè)備的準(zhǔn)備情況至關(guān)重要，并且是維護(hù)行動(dòng)是否需要的指標(biāo)。

電池均衡在多單體電池連接而成的電池組中，由于生產(chǎn)工藝或操作條件之間的差異造成的，且往往與每個(gè)充電/放電循環(huán)而變大。在充電過程中，較弱的電池會(huì)因?yàn)檫^放時(shí)，會(huì)導(dǎo)致該電池變得更弱，直到電池失效。電池均衡是通過均衡單體電池的電壓讓每個(gè)單體電池電壓一致的一種方法，從而延遲電池的使用壽命。

歷史記錄（日志函數(shù)）監(jiān)控和存儲(chǔ)電池的歷史是BMS的另一個(gè)可能的功能。這是必要的，以估計(jì)電池的健康狀況，但也要確定是否受到濫用。諸如循環(huán)次數(shù)、大和小電壓、溫度和大充放電電流等參數(shù)可以記錄下來進(jìn)行后續(xù)評(píng)估。這也是對(duì)是否在保修期內(nèi)需要索賠的重要記錄。

身份驗(yàn)證和識(shí)別BMS還允許記錄電池的信息，例如制造商的型號(hào)名稱和電池的類型，這有助于自動(dòng)測(cè)試和批次或序列號(hào)和制造日期，以便在電池故障時(shí)啟用可追溯性。

通信大多數(shù)BMS系統(tǒng)包含某種形式的電池和充電器或測(cè)試設(shè)備之間的通信。有些鏈接到其他系統(tǒng)與電池監(jiān)測(cè)其條件或歷史。通信接口也需要允許用戶訪問修改BMS的電池控制參數(shù)或診斷和測(cè)試。

下面的例子說明BMS的三個(gè)不同的應(yīng)用程序。

智能電池

的生活可充電鎳鎘和鎳氫電池,如用于電動(dòng)工具可以擴(kuò)展的智能充電系統(tǒng)的使用，來促進(jìn)了通信之間的電池和充電器。電池提供的信息規(guī)范,其現(xiàn)狀和其使用的歷史使用的充電器來確定好的配置文件或收費(fèi),由應(yīng)用程序的使用,控制其用法。

充電器/電池組合的主要目標(biāo)是允許更廣泛的保護(hù)電路防止過度充電,或者損壞,電池,從而延長(zhǎng)其壽命。負(fù)責(zé)控制可以在電池中或充電器中。應(yīng)用程序/電池組合的目的是防止過載并保護(hù)電池。類似于充電器組合,放電控制可以在充電器中或電池中。

雖然已經(jīng)開發(fā)了一些包含智能的特殊電池，但智能化很可能在電池組中實(shí)現(xiàn)。

系統(tǒng)的工作原理如下:

智能電池,或智能電池,提供從傳感器輸出電壓的實(shí)際狀態(tài),電流和溫度在電池以及充電的狀態(tài)。它還可以提供報(bào)警功能指示允許的操作條件。

智能電池還包含一個(gè)程序的內(nèi)存芯片制造商與電池的信息規(guī)范如:-

制造業(yè)數(shù)據(jù)(名稱、日期、編號(hào)等)

電池類型

電池容量

機(jī)械大綱代碼

上下電壓限制

大電流限制

溫度限制

 一旦放入電池中使用,內(nèi)存也可以記錄:-

電池充電放電次數(shù)

運(yùn)行時(shí)間

內(nèi)部電池的阻抗

它所經(jīng)受的溫度曲線

任何強(qiáng)制冷卻回路的操作

任何超出限制的情況

該系統(tǒng)還需要可以在電池或充電器中的設(shè)備，或者兩者都可以根據(jù)一組規(guī)則中斷充電或修改充電方式。類似地，電池放電可以由應(yīng)用中的電池或需求管理電路來控制。

智能電池還需要一個(gè)智能充電器，它可以說話或用一種語言進(jìn)行通話。

充電器已經(jīng)這幾個(gè)方面進(jìn)行了編程，如對(duì)響應(yīng)電池輸入，優(yōu)化充電過程，充電中以大速度在預(yù)定的溫度內(nèi)充電，當(dāng)溫度過高時(shí)，采用放慢充電或停止充電，或接通冷卻風(fēng)扇，不超過極限工作溫度，從而避免電池長(zhǎng)久性損傷。如果電池內(nèi)部阻抗變大，這表明對(duì)電池的修復(fù)是必要的，充電器也可以通過對(duì)電池進(jìn)行多次深度充電，放電循環(huán)程序來改造電池。由于電池包含有關(guān)其規(guī)格的信息，可由充電器讀取，因此只要符合約定的消息協(xié)議，就可以構(gòu)建通用充電器，該充電器可以自動(dòng)將充電配置文件調(diào)整到一系列電池化學(xué)和容量。

它構(gòu)成了主要用于低功率應(yīng)用的智能電池系統(tǒng)的一部分。 符合SBS標(biāo)準(zhǔn)的電池稱為智能電池。 然而，智能電池不限于SMS方案，并且許多制造商已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了它們自己的專有方案，這可能更簡(jiǎn)單或更復(fù)雜，這取決于應(yīng)用的要求。

使用這種技術(shù)，電池壽命提高了50%。

自動(dòng)控制系統(tǒng)

這是一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的例子，其中電池向充電器提供關(guān)于其實(shí)際狀況的信息，其將實(shí)際條件與期望條件進(jìn)行比較，并產(chǎn)生用于啟動(dòng)控制動(dòng)作以使實(shí)際條件與期望條件一致的誤差信號(hào)。 控制信號(hào)構(gòu)成反饋回路的一部分，其提供自動(dòng)補(bǔ)償以將電池保持在其期望的操作參數(shù)內(nèi)。 它不需要任何用戶干預(yù)。 一些形式的自動(dòng)控制系統(tǒng)是所有BMS的重要組成部分。

電池監(jiān)控

除了與充電器通話，智能電池還可以與用戶或其他系統(tǒng)進(jìn)行通話，電池可能是其中的一部分。它提供的信號(hào)可以用來打開警告燈，或者告訴用戶電池的狀況以及電池的電量。

監(jiān)控電池狀況是所有電池管理系統(tǒng)的重要組成部分。 在以下兩個(gè)示例中的頭一個(gè)中，控制措施是手動(dòng)的， - 電站維護(hù)工程師解決了任何缺陷。 在第二個(gè)例子中，電池是自動(dòng)控制系統(tǒng)的一部分，它由幾個(gè)互連的反饋回路組成，控制電池本身以及作為整個(gè)車輛能源管理系統(tǒng)的一部分。

電廠BMS

備用和應(yīng)急電源設(shè)備的電池管理要求有很大差異。電池長(zhǎng)時(shí)間可能無法充電，不時(shí)會(huì)涓流充電，或者在電信設(shè)備中，電池可能會(huì)保持浮充電，以使其始終充滿電。由于其性質(zhì)，這些設(shè)備必須隨時(shí)可用。管理這種設(shè)備的重要責(zé)任是了解電池的狀態(tài)，以及是否可以依賴于在中斷期間支持其負(fù)載。為此，了解電池的SOH和SOC至關(guān)重要。在鉛酸電池的情況下，可以通過使用比重計(jì)測(cè)量細(xì)胞中電解質(zhì)的比重來確定各個(gè)單體的SOC。傳統(tǒng)上，確定SOH的只有這個(gè)方法是通過放電測(cè)試，即通過放電和測(cè)量其輸出。這樣的測(cè)試是非常不方便的。對(duì)于大型安裝，可能需要8個(gè)小時(shí)才能卸下電池，另外需要三天才能充電。在此期間，除非提供備用電池，否則安裝將不會(huì)有緊急電源。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，電池的阻抗與SOC具有反相關(guān)性，并且作為阻抗的倒數(shù)的電導(dǎo)與電池的SOH具有直接的相關(guān)性。 這兩個(gè)測(cè)試都可以在不釋放電池的情況下進(jìn)行，但監(jiān)控設(shè)備仍然可以保持原位，從而提供長(zhǎng)久的在線測(cè)量。這允許工廠工程師對(duì)電池狀況進(jìn)行較新的評(píng)估，以便能夠檢測(cè)到電池性能的任何惡化，并且可以規(guī)劃適當(dāng)?shù)木S護(hù)動(dòng)作。( 備注：因此有些電池廠將電池電量放到低的后測(cè)電池阻抗大小或者通過看充滿后的容量大小，將數(shù)值一致的單體電池配成一組進(jìn)行并聯(lián)，對(duì)電池廠配組的朋友有幫助)

汽車BMS

汽車電池管理比前兩個(gè)例子要求要高得多。它必須與許多其他車載系統(tǒng)接口，它必須在快速變化的充放電條件下實(shí)時(shí)工作。

隨著車輛的加速和制動(dòng)，它必須在惡劣和不受控制的環(huán)境中工作。 該示例描述了一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，作為可能的示例，然而并不是所有的應(yīng)用程序?qū)⑿枰@里顯示的所有功能。

BMS的功能適合混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的如下:

監(jiān)控單個(gè)細(xì)胞的條件構(gòu)成了電池

監(jiān)控構(gòu)成電池的各個(gè)單體電池的狀況

保持所有單體電池都在其操作限制內(nèi)

在不受控制的條件、通訊或?yàn)E用的情況下提供“故障安全”機(jī)制

隔離電池在緊急的情況下

補(bǔ)償任何失衡的單體電池

設(shè)置電池的工作點(diǎn)，允許再生制動(dòng)充電被未過充的電池吸收

提供信息上的電荷狀態(tài)(SOC)的電池。這個(gè)函數(shù)通常被稱為“燃油量表”或“油表 ”

提供信息的健康狀況(SOH)的電池。這個(gè)條件的測(cè)量提供了一個(gè)指示使用電池相對(duì)于一個(gè)新的電池。

為司機(jī)提供信息顯示和警報(bào)

預(yù)測(cè)范圍可能與電池的剩余電荷(EVs需要這個(gè))

接受和執(zhí)行控制指令相關(guān)的車輛系統(tǒng)

提供充電電池的充電算法

前提供pre-charging允許負(fù)載阻抗測(cè)試開關(guān)和兩階段充電限制涌入電流

提供存取單個(gè)電池的方法

應(yīng)對(duì)車輛工況的變化

記錄電池使用和濫用。 (頻率、強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間的寬容條件)稱為日志功能

在單體電池故障的情況下緊急“Limp Home Mode”。

在實(shí)際系統(tǒng)的BMS不僅僅可以將車輛功能管理電池。它可以確定車輛所需的操作模式,無論是加速、制動(dòng)、空轉(zhuǎn)或停止,并實(shí)施相關(guān)的電力管理行為。

單體保護(hù)

電池管理系統(tǒng)的主要功能之一是提供必要的監(jiān)視和控制，以保護(hù)單體電池不受外界環(huán)境或操作環(huán)境的影響。由于惡劣的工作環(huán)境，這在汽車應(yīng)用中尤其重要。除了個(gè)別電池保護(hù)，汽車系統(tǒng)必須設(shè)計(jì)，以應(yīng)對(duì)外部故障情況下，隔離電池，以及解決故障的原因。例如，冷卻風(fēng)扇可以打開如果電池過熱。如果過熱過度，則電池可能斷開。

電池電荷狀態(tài)(SOC)

確定電池的充電狀態(tài)（SOC）是BMS的第二大功能。 不僅需要SOC來提供燃油表指示。 BMS監(jiān)測(cè)和計(jì)算電池中每個(gè)單個(gè)電池的SOC，以檢查所有電池中的均勻電荷，以便驗(yàn)證各個(gè)電池不會(huì)過壓。

SOC指示也用于確定充電和放電周期的結(jié)束。 過充電和過放電是電池故障的主要原因之一，BMS必須將電池保持在所需的DOD運(yùn)行極限內(nèi)。

混合動(dòng)力車輛電池需要高功率充電能力用于再生制動(dòng)和高功率放電能力，用于發(fā)射輔助或升壓。 因此，它們的電池必須保持在能夠釋放所需功率的SOC，但是仍然具有足夠的凈空以接受所需的再生能量，而不會(huì)使電池過度充電。 為了充電HEV電池進(jìn)行電池平衡（見下文）將會(huì)降低再生制動(dòng)的充電接受能力，從而降低制動(dòng)效率。 設(shè)定下限以優(yōu)化燃油經(jīng)濟(jì)性，并且還可以防止可能縮短電池壽命的過度放電。 因此，HEV需要精確的SOC信息來保持電池工作在所需的安全限度內(nèi)。