机器人BMS电池管理系统方案定制

锂电池过充过放的本质：充电时，锂离子从正极板脱嵌，通过电解液嵌入到负极板上；放电时，锂离子从负极板上脱嵌，并经由电解液嵌入到正极板上；锂离子电池的充放电过程是锂离子在极板上的嵌入和脱嵌过程。充电时，随着锂离子的脱嵌，正极材料体积会发生一定量的收缩；放电时，随着锂离子的嵌入，正极材料体积会发生一定量的膨胀。过充时，正极晶格会产生崩塌，锂离子在负极会形成锂枝晶从而刺破隔膜，造成电池的损坏。过放时，正极材料活性变差，阻止锂离子的嵌入，电池容量急剧下降。如果发生正极材料体积过度膨胀，也会破坏电池的物理结构，从而导致电池的损坏。BMS锂电池保护板是对串联锂电池组的充放电保护。机器人BMS电池管理系统方案定制

造成锂电池活性物质不可逆消耗的主要因素有：1）正极材料的溶解：正极材料的溶解造成正极活性物质减少，溶解的正极材料游离到负极时会造成负极界面膜的不稳定，被破坏的界面膜再形成时会消耗锂离子，造成锂离子的减少。2）正极材料的相变化：锂离子在电极间正常脱嵌时，总会伴随着宿主结构摩尔体积的变化，结构不可逆转变，影响颗粒与电极间的电化学接触，造成容量衰减。3）电解液的分解：在锂离子电池充电过程中，电解液对含碳电极具有不稳定性，会发生还原反应。电解液还原消耗了电解质及其溶剂，对电池容量及循环寿命产生不良影响。4）过充电：电池在过充电时，不仅会造成负极形成锂沉淀、电解液氧化和正极氧的损失，消耗活性物质导致容量不可逆损失，还会有安全隐患。5）界面膜的形成：界面膜（SEI膜）的形成会消耗锂离子，一般发生在起初的几次充放电时。6）集流体的腐烛：锂离子电池中的集流体材料常用铝和铜，两者的腐蚀会在表面形成膜，电池内阻增大，放电效率下降，从而造成电池寿命衰减。家用储能BMS云平台设计BMS电池保护板可以按照电芯材料来区分。

储能BMS主动均衡和被动均衡的区别主要有能量的方式、启动均衡条件、均衡电流、成本等。具体区别如下：能量的方式：主动均衡-主动采用储能器件，将荷载较多能量的电芯部分能量转移到能量较少的电芯上，是能量的转移。被动均衡运用电阻，将高荷电电量电芯的能量消耗掉，减少不同电芯之间差距，是能量的消耗。启动均衡条件：只要压差大于设定值便开始启动主动均衡，均衡时间一般是24小时都在工作。在电池快接近充满的电压下才启动被动放电均衡，均衡时间一般就几个小时。均衡电流：主动均衡电流可达1-10A,充放电过程均可实现，均衡效果明显。被动均衡电流35mA-200mA不等，均衡电流越大，发热越严重。成本：主动均衡电路复杂，故障率高，成本高。被动均衡软硬件实现简单，成本低。随着电芯制造工艺不断提升，电芯间的一致性越来越高。出于电路结构和成本考虑，被动均衡的策略目前仍然是市场的主流选择。

开路电压法估算电池SOC；铅酸蓄电池的SOC与其开路电压(OCV)之间存在近似线性关系，基于电池OCV的方法是，当电池与负载断开时间超过两小时时，电池的OCV与SOC成正比。然而，如此长的断开时间对于电池来说可能太长而无法实现。与铅酸电池不同，锂离子电池的OCV与SOC之间不存在线性关系。OCV与SOC的关系是通过对锂离子电池施加脉冲负载，然后让电池达到平衡而确定的。所有电池的OCV与SOC之间的关系不可能完全相同。由于不同电池的传统OCV-SOC有所不同，因此需要测量OCV-SOC的关系，以准确估算SOC。均衡是BMS中重要的一个环节。

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充电管理是电动车BMS重要环节,主要包括充电方式选择、充电状态监测和充电控制等功能。机器人BMS电池管理系统方案定制

   锂电池BMS保护板的过充保护：场效应管Q1、Q2可等效为两只开关，当Q1或Q2的G极电压大于1V时，开关管导通。导通开关管的D、S间内阻很小（数十毫欧姆），相当于开关闭合；当G极电压小于0.7V时，开关管截止，截止的开关管的D、S极间的内阻很大（几兆欧姆），相当于开关断开。电池包充电时，当锂动力电池包通过充电器正常充电时，随着充电时间的增加，电芯两端的电压将逐渐升高，当电芯电压升高到4.4V（通常称为过充保护电压）时，控制IC将判断电芯已处于过充电状态，控制IC将使Q2截止，此时电芯的B一极与保护电路的P-端之间处于断开状态并保持，即电芯的充电回路被切断，停止充电。机器人BMS电池管理系统方案定制