霍克锂电池组在线均衡BMS健康管理方法研究

摘要：锂电池组在功用进程中很简单产生各类问题，假如不可以采纳有用措施处理这些问题，则会导致电动轿车在运转进程中很简单产生各类安全事端。简要介绍锂离子电池充电以及放电基本原理，剖析BMS健康办理办法在锂电池组供电进程中的运用策略。

关键词：锂电池组；在线均衡；BMS健康办理办法

引言

在经济不断发展进程中，科学技能水平也在不断提高，各种先进的设备运用于出产与生活中。锂电池是一类由锂金属或者铝合金为正极或者负极的电池，在1912年锂金属电池被提出研讨。正是由锂金属的化学性质较为活泼，使得锂金属的加工和保存关于环境有较高的要求。为进一步提高锂电池组的运用功用，专业人士规划了一种锂电池组实施自动均衡BMS健康办理体系，该系实践运转进程中，可以完成关于电池单体的监测，关于延长电池运用寿命起到至关重要效果。

1基本原理剖析

1.1锂离子电池充放电原理

   锂电池是可充电电池，可以屡次重复运用，其运用规模较为广泛。在我们日常生活中运用到的充电宝、电动车中都含有锂电池。专业人士关于锂电池充放电原理进行深入剖析以及研讨，经过研讨发现，锂电池由三部分组成，分别是徒有石墨的铜箔、涂有锂化合物铝箔、含有有机盐的电解质，从基本原理上来看，锂电池之所以可以具有充放电功用，其根本原因在于锂离子与自由电子之间的维护运动。不同金属有不同的电化学式，所谓电化学势是指金属社区电子的趋势。从锂离子的结构来看，锂失掉电子倾向最高，而氟失掉电子倾向较小，其最根本原因在于锂最外层只有一个电子，因而很简单失掉，但氟最外层却有8个电子，导致结构较为安稳。金属锂是一种较为活泼的金属，放入水中直接会沸腾，可是其氧化物的性质却非常安稳。正如前文所说到，锂可以作为金属氧化物的一部分，假如能为锂和金属氧化物制氢的电子和锂离子活动供给不同的途径，锂原子就会自动跑到金属氧化物部分，这个电子的途径就是外电路。

特别值得注意的是，在锂电池作业进程中，过度充电或者过度放电都会对电池形成危害。为有用处理这些问题，在锂电池结构规划进程中，通常会考虑规划过度充电维护装置和过度放电维护办法。[1]过度充电维护装置的基本原理是，当外部充电器关于锂电池进行充电时，要防止因温度上升而导致的内部电压上升，最终要停止充电状况。

总体上来看，在锂电池进行充电进程和放电进程中，完成了离子的往复运动，在充电进程中，要给电池施加电源，让锂离子和电子沿着不同的途径运动至石墨层，在这种状况下锂原子并不是非常安稳，放电进程是将电池施加负载的进程。在这个进程中，要让锂离子和电子沿之前途径运动至金属氧化物层。

1.2关于BMS在线均衡调理法

   在锂电池运转进程中，要经过实时在线检测锂电池组的电压和单体电压等重要参数，确定锂电池的作业状况，在这一进程中也应当进行均衡调理，一起运用BMS健康办理维护体系。在这一进程中要做好信号的检测及处理作业，技能人员要关于锂电池组单体电压、电流、放电电流等多种重要参数进行检测，在检测进程中要运用一系列较为先进的处理剖析办法，一起也要采纳有用措施，关于均衡维护策略进行研讨。[2]在试验进程中，要采集所有的单体电压，排序获得最大单体电压和最小单体电压，经过计算获取锂电池组内最大单体压差，经过最大单体压差判别锂电池组的老化程度。特别值得注意的是，在体系运转进程中可以经过BMS均衡调理策略，确定锂电池组调理计划和调理方针，在调理进程中，要关于单体电压等进程参数进行测定，依据均衡状况实时在线调整。

2BMS健康办理办法实践策略

2.1BMS体系概述

   在电动轿车运转进程中，需求三大核心技能：电机技能、电控技能、电池技能。电池是电动轿车的动力源泉，在电池中所运用的技能决定了电动轿车的发展。依据相关人士的研讨标明，电池办理体系关于电池的正常运转起到至关重要的效果。电池办理体系的水平，在很大程度上决定着电动轿车整车的功用和电池的运用寿命，甚至会关于轿车的安全性产生严重影响。

   从一个角度来看，在提高电动轿车安全性进程中，应当采纳有用措施，提高动力电池的安全性，假如电池温度呈现失控现象，必然会导致燃烧爆破。一起电池过热、短路等现象也终将会引起电池的热失控。权威机构关于若干次电动轿车自然事端进行调查，发现轿车产生自燃的主要原因是电池自身问题，BMS体系存在规划缺点，一起不具备较强的作业安稳性。从这一角度来看，即使BMS体系可以正常运转，但假如散热体系呈现问题，也会影响电池的安全水平。正是因为BMS体系的重要性，许多新能源轿车企业，都投入了许多人力与物力，关于电池办理体系进行深入研讨及剖析。

2.2硬件规划以及软件规划

   在体系运用进程中，要关于锂电池组的单体电压和总电压进行测量，在获取相关参数之后，将重要数据以及信息传入CPU进行信号处理。CPU依据采样信号做出决议计划，一起由操控单体均衡开关电路执行决议计划处理，在实践处理进程中，要考虑到多方面因素，技能人员要对电流检测、光电阻隔、体系自检等多方面问题进行较为细致的研讨和剖析，一起也要考虑到锂电池组的实践运转状况。在此进程中，技能人员要关于各项重要硬件进行及时查看，要防止其在运转进程中存在各种各样的问题。

   在软件规划方面，因为BMS自动均衡维护调理主要有检测模块、维护模块、操控模块等等多个模块构成，要经过实时在线检测的办法确定锂电池组总电压，一起也要关于单体电压和电流状况进行剖析，在必要时刻要进行过压维护和欠压维护。总体而言要经过BMS均衡调理策略，关于有关通道进行操控，要到达下降不平衡度的方针。

2.3关于体系完成

   在体系完成进程中，要采用较为先进的办法，关于关键技能进行研讨及剖析，一起也要关于BMS均衡调理维护体系的详细运转状况进行研讨。[3]在单体电压检测进程中，可以经过差分电路完成，然后再经过限流电阻和稳压管模仿选通进行相关操作。在体系完成进程中，要考虑到总电压、单体电压、电流及温度、放电过流、继电器操控、通道操控选择等多方面问题。在组电压选择的进程中，要经过比例缩放完成。

2.4试验剖析以及结论

   在相关试验中，经过锂电池组的配套组合运用，让BMS发挥锂电池组健康状况维护与均衡调理效果。在调理进程中，经过检测状况参量的办法，进行决议计划判别维护。依据试验成果，在不同的状况之下，BMS均衡调理办法可以完成不平衡度，不高于5%的在线调理。总的来看，经过相关技能人员的不懈研讨，，提出了锂电池组实时在线均衡BMS健康办理办法，该种办法经过锂电池组的状况参量进行实时检测，因为该种办法均衡度高，一起迭代次数相对较少，在很大程度上确保了盯梢的精确性。经过各种试验进一步验证了，光伏阵列最大功率盯梢操控体系，一起许多学者也提出了其他的改进办法，在今后的作业中，将会关于各种试验办法进行优化，以到达提高试验效果的目的。

结语

锂电池组在能源供应进程中，存在电压不平衡问题，经过单体及蓄电池组的电压实时检测，可以关于电压单体进行均衡调理，在这一进程中假如运用实时在线均衡BMS健康办理办法，则可以到达事半功倍的效果。该体系在锂电池组功用进程中，可以关于蓄电池单体以及组状况进行检测，也可以供给相关的参数。在各方面共同努力之下，会关于锂电池组内部结构进行不断优化，让BMS体系具有更大的运用空间，对我国电动轿车行业的不断发展供给重要支撑。