摘要:本文为凌讯微电子电池类/BMS专题文章,详解锂电池电池管理系统(BMS)电芯电压温度采集、SOC/SOH估算、均衡管理、过充过放过流保护及与逆变器/PCS上位通讯的电控系统拓扑,面向户用光伏储能、工商业储能柜、离网电站、电动车动力电池、UPS后备、便携储能等场景,提供电池节点开关LV MOS器件选型清单,为锂电池组监测保护与能量管理方案设计、器件选型提供参考。
产品概述:电池管理系统(BMS‑Battery Management System)是锂电池组的监测、保护与能量控制单元。主要负责采集电芯电压、总电压、充放电电流、电池温度;估算剩余电量SOC、健康状态SOH;实现电芯均衡管理;触发过充、过放、过流、短路、过温、低温保护;通过CAN/RS485与逆变器、储能变流器、充电器等上位设备通讯,控制外部接触器通断,保障锂电池安全、高效、长寿命运行。BMS从架构上分为主控单元、从控采集单元、高压回路、均衡电路、驱动回路、通讯接口。按架构可分为集中式BMS、分布式BMS。
基础电气规格(户储48V‑16S锂电池BMS示例)
拓扑工作原理:锂电池电芯组的每一串电芯电压送入从控采集芯片;NTC热敏电阻采集电池包各点位温度;总回路电流经分流器或者霍尔传感器采集。从控芯片将电芯电压数据上传至主控MCU。主控运行SOC‑SOH估算算法、均衡控制算法、保护判断逻辑。当检测到过充、过放、过流、高温等故障时,主控输出信号经驱动电路断开充放电接触器,切断高压回路,实现硬件保护。同时BMS通过CAN或RS485总线将电池电压、电流、温度、SOC、故障状态发送给逆变器/PCS;上位储能设备根据BMS下发的状态指令调整充放电功率,完成双向协同控制。均衡电路在充电末期对电压偏高的电芯释放能量,减小电芯压差,提升电池组容量利用率。
1、户用光伏储能锂电池包场景
2、工商业储能柜场景
3、离网光伏电站储能供电场景
4、电动汽车、电动三轮车动力电池场景
5、UPS不间断电源后备电池场景
6、便携式储能电源、户外移动电源场景
不适用场景
下表为锂电池BMS电池节点开关推荐功率器件:低压LV MOS开关管,适配电池充放电回路通断与保护控制方案选型。
| 应用位置 | 类型 | 型号 | 规格 | 封装 | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|
| 电池节点开关 | LV MOS | LG120N085AG | 4.2mR/120V | PDFN5*6 | 电池充放电开关管 |
| 电池节点开关 | LV MOS | LG50N15AD | 15.6mR/150V | TO252 | 电池充放电开关管 |
| 电池节点开关 | LV MOS | LT80N04AG | 5.5mR/40V | PDFN5*6 | 电池充放电开关管 |
| 电池节点开关 | LV MOS | LG160N06AD | 2.2mR/60V | TO252 | 电池充放电开关管 |
| 电池节点开关 | LV MOS | LG280N04AD | 1mR/40V | TO252 | 电池充放电开关管 |
| 电池节点开关 | LV MOS | ‑ | 0.13mR/40V | TOLL | 大电流并联开关管 |
← 左右滑动查看完整器件选型表格 →
Q1:BMS如何保证锂电池使用安全?
A:实时采集电芯电压、电流、温度,运行过充过放过流短路、过温低温等保护判断,故障时经驱动回路断开充放电接触器切断高压。
Q2:SOC/SOH如何估算,均衡有何作用?
A:主控基于电压电流积分与OCV查表估算SOC/SOH;均衡电路在充电末期释放高电压电芯能量,减小压差,提升容量利用率与寿命。
Q3:BMS如何与储能逆变器协同工作?
A:通过CAN/RS485上传电压电流温度SOC与故障状态,逆变器/PCS据此调整充放电功率,双向协同实现安全高效的储能调度。
本文为凌讯微电子【电池类(BMS)】专题技术文章。如需了解锂电池管理与储能方案,可浏览网站锂电池BMS保护、储能变流器PCS选型指南,也可查看【电源类】、【电机类】栏目其他选型资料。
来源:广东凌讯微电子
编辑:技术部