為什么鋰電池需要BMS管理系統?

如今，鋰電池已經成為很多電子產品的標配，而BMS作為鋰電池的大腦，其重要性不言而喻。BMS作為鋰電池系統的核心部件，主要負責監控、控制和管理電池組的狀態，確保電池組在安全、穩定、高效的條件下運行。

BMS也叫電池管理系統，它的主要作用是智能化管理及維護各個電池單元，防止電池出現過充電和過放電，延長電池的使用壽命，監控電池的狀態。BMS電池管理系統單元通常包括BMS電池管理系統、控制模組、顯示模組、無線通信模組、電氣設備、用于為電氣設備供電的電池組以及用于采集電池組的電池信息的采集模組。

為什么鋰電池需要BMS管理系統?

由于鋰電池制作工藝的限制，每個電池單元的內阻、容量等均會存在差異，當多個電池單元串聯使用時，會引起各個電芯的充放電速率不一致，這導致了電池容量的利用率低下，鋰電池在實際使用過程中通常需要專門的保護系統來監控電池的健康狀態，從而管理鋰電池的使用過程。

因為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，所以，它能幫助電池提高整個動力電池組的工作效率和使用壽命。

BMS鋰電池管理系統是通過檢測動力電池組中各單體電池的狀態來確定整個電池系統的狀態，并根據它們的狀態對動力電池系統進行對應的控制調整和策略實施，實現對動力鋰電池系統及各單體的充放電管理以保證動力電池系統安全穩定地運行。

BMS常見的五個部分包括電池監控與保護、電池管理與控制、充放電功率通路、通信與傳感和輔助電源。

以我們常見的電動自行車為例，在電動自行車中，BMS主要功能是電池充放電狀態監測、過充與過放保護、溫度保護、短路保護以及電池的平衡管理，確保每節電池在充放電過程中的壓差不大，從而提高整個電池組的使用壽命和性能。其采用的BMS產品標準和型號有12V-72V的，不同電壓對應不同的產品。

BMS由電芯負責存儲電能，模擬前端負責采集電池的電壓、電流、溫度等參數，并將其轉換為數字信號供主控處理，二段保護在電池出現過充、過放、短路等異常情況時會立即切斷電源，BMS的大腦是主控，它負責處理模擬前端采集的數據，并根據預設的算法和策略對電池進行管理和控制。

在電池監控與保護部分，通常包括模擬前端和二次保護芯片，該部分主要是對每一節電池進行監控和保護，防止電池超出安全工作區，引發危險。輔助電源部分可配置LDO和高效率的DC-DC電源芯片，將電池高壓轉換為一個相對低壓如5V的，再通過一顆LDO將DC-DC的輸出轉換為低噪聲的電源軌給MCU供電。

在電池管理與控制電路部分，主要包括電量計和微控制器，對一般產品，通常會選用電壓查表法來進行電量的計算，這樣的方法雖然簡單，但精度一般。而對于中高端的產品，通常還需要電量計提供更加精確的電量計算與顯示，并且大部分場合需要配合MCU進行工作，實現對電池的補充管理和對外的信息交互。BQ34Z100是獨立于電池節串聯配置之外工作的電量計解決方案，它通過一個外部電壓轉換電路，可支持3V至65V的電池。

總之， BMS在電動自行車中預防過充、過放、短路等，有效降低了電池損壞甚至起火的風險，保障了用戶的人身和財產安全。隨著物聯網、人工智能等技術的不斷發展，BMS將變得更加智能化，能夠實時學習用戶的騎行習慣和電池的使用情況，從而優化電池的管理策略。未來的BMS將更加集成化，實現更加高效的數據交互和控制。