比亞迪磷酸鐵鋰電池管理系統BMS設計和功能

來源：存能電氣  日期：2019-04-07 21:51  瀏覽量：次

　　比亞迪磷酸鐵鋰電池管理系統BMS設計和功能。磷酸鐵鋰電池擁有更好的壽命、安全性，更適合插電式混動車的用車情況。比亞迪新能源汽車將越來越多地出現在我們的生活中，使用新能源汽車，大家普遍關心的還是有關電池的問題。據了解，“秦”的充電模式主要有預約充電和即時充電兩種，既可以按照客戶設置的充電時間對車輛定時充電，也能隨機給車輛直接充電。

　　比亞迪磷酸鐵鋰電池管理系統BMS功能

　　比亞迪磷酸鐵鋰電池BMS管理系統就不像有些電池生產企業說的那樣可有可無，而是必須要有，而且還要貫穿鋰電池組應用始終。BMS鋰電池管理系統在國內外已有許多研究，并且開始在許多領域應用，已經能滿足一些市場的需要，鋰動力電池的應用對電池管理系統提出了更高的要求，保障動力電池組的使用安全，是鋰動力電池管理系統的首要任務。

　　動力BMS鋰電池管理系統能有效的對鋰電池組進行有效的監控、保護、能量均衡和故障警報，進而提高整個動力電池組的工作效率和使用壽命。磷酸鐵鋰電池由于其工作電壓高、體積小、質量輕、能量密度大、無記憶效應、無污染、自放電小、循環壽命長等眾多優點而被廣泛使用在各種精密設備上。

　　盡管磷酸鐵鋰電池比其他種類的電池有更多的優點，但鋰電池處于嚴重過充電狀態下還存在爆炸的危險，造成鋰電池組損壞的同時還對使用者的人生安全造成威脅。因此，必須為鋰電池組配備一套具有針對性的鋰電池管理系統BMS從而對電池組進行有效的監控、保護、能量均衡和故障警報，進而提高整個鋰電池工作效率和使用壽命。

　　鋰電池BMS管理系統有如下特點

　　●鋰電池管理系統由管理主機（CPU）、電壓與溫度采集模塊、電流采集模塊和通信接口模塊組成。

　　●可檢測并顯示鋰電池組的總電壓、總電流、儲備電量；任一單體電池的電壓和電池箱的溫度；最高和最低單體電池電壓及電池編號、最高和最低溫度、電池組的充放電量。

　　●UPS電池主機還提供報警和控制輸出接口，對過壓、欠壓、高溫、低溫、過流、短路等極限情況進行報警和控制輸出。

　　●提供RS232和CAN總線接口，可在計算機上直接讀取磷酸鐵鋰電池管理系統上的所有信息。

　　比亞迪磷酸鐵鋰電池管理系統BMS設計解析

　　首先我們來談談比亞迪唐和秦的電池，型號應該是一樣的，只是秦的鋰電池組電芯數量比較少，容量13度，唐的比較多，18度。單個的電芯都是比亞迪自己制造的磷酸鐵鋰電池，額定電壓3.2V，容量26AH。為什么不是最近比較火的三元鋰電池呢？原因如下圖：

　　磷酸鐵鋰電池擁有更好的壽命、安全性，更適合插電式混動車的用車情況。電池單體搭臺是這個樣子的，但是這個應該是大巴上的，因為電儲量高達120AH，咱們的只有26AH，不過大致上是一樣的，都是長方體。

　　唐的BMS電池組位于底盤中部，體積和重量都比較大。放在底盤的好處是降低了整車重心，同時不影響后備箱空間。缺點嘛，對放水和防磕碰要求比較高，日常使用要注意這塊不要浸水，不要磕碰。秦的BMS鋰電池組，位于后座以后，后備箱之前。優點：放水防磕碰性能都很好，缺點：重心比較高，影響后備箱空間，和唐正好是相對的~。

　　連接方式為串聯，形象一點說，就是類似于我們以前用過的手電筒，幾個電池頭尾相接。這種連接方式，每個電芯放電的時候使用同樣的電流對外放電，充電的時候同樣的電流充電，在不借助均衡系統的情況下，無法對單個電芯進行充放電。而且，當一個電芯充滿時，就要停止對整個BMS鋰電池組的充電，不然這個電芯會過充損壞，而一個電芯放空的時候，整個電池組就要停止放電，不然這個電芯會過放損壞。

　　BMS磷酸鐵鋰電池管理系統的均衡模塊。唐和秦的均衡模塊采用的是被動均衡方式，也就是說，通過旁路電阻給電壓較高的電芯放電，使其達到和其他電芯相同的電壓。也就是這樣：每個電芯都有一個由磷酸鐵鋰電池管理系統單獨控制的電阻，當需要的時候，接通這個電阻的電路，給電芯放電。

　　因為比亞迪唐和秦的電池組不均衡，絕大多數是某一兩個電芯電壓過低，需要對另外的大量電芯進行放電。而在低電量時，可以正確的標記剩余電芯，高電量下，系統只會標記充滿時電壓最高的一個電芯，是一個，可想而知效率是怎么樣的了，幾乎可以忽略不計。

　　比亞迪堅持使用磷酸鐵鋰電池的原因

　　磷酸鐵鋰電池，是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。鋰離子電池的正極材料主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。其中鈷酸鋰是目前絕大多數鋰離子電池使用的正極材料。磷酸鐵鋰電池是比亞迪完全自主研發的國產鋰電池，投入巨大，目前已經屬于成熟產品，也在國內獲得了廣泛應用；雖然與國外鋰電池產品相比，磷酸鐵鋰電池的特性還不是很完美，但因為其存在，打破了國外的技術壟斷，為我們走自己的鋰電池研發路線創出了道路，所以非常敬佩其精神。另外比亞迪堅持使用磷酸鐵鋰電池不會發生爆炸。

　　事實上中國企業已經掌握了磷酸鐵鋰電池全球最高端的技術和工藝。而磷酸鐵鋰電池在安全性和循環壽命上相對于三元鋰電的絕對優勢，正是中國新能源汽車關鍵要素所在和發展所需。只要明確其發展地位，加大投入固化這一優勢，中國新能源汽車就完全有彎道超車的可能。

　　三元鋰電的材料配方，無論是鎳鈷錳酸鋰，還是鎳鈷鋁酸鋰，都離不開兩種貴金屬，即鈷和鎳。這兩種金屬在中國都很匱乏，在全球儲量也有限。磷酸鐵鋰電池則剛好相反，不含任何貴金屬，而且生產正極材料的主要原料氧化鐵、碳酸鋰在中國儲量非常豐富。如果下游新能源汽車市場需求放大，其上游材料在規模效應的推動下，成本將直線下降，占據磷酸鐵鋰電池成本超過30%的正極材料價格的下降，將促使磷酸鐵鋰電池價格的迅速下降。

　　磷酸鐵鋰電池是比亞迪新能源汽車核心部件，為整車提供驅動電能，它主要通過金屬材質的殼體包裹構成電池包保護主體。電芯通過模塊化的結構設計實現了電芯的集成，并且包括電芯的散熱硬件，散熱系統設計的好壞是BMS實現優良管理的前提。