比亚迪磷酸铁锂电池管理系统BMS设计和功能

来源：维多利亚3308  日期：2019-04-07 21:51  浏览量：次

　　比亚迪磷酸铁锂电池管理系统BMS设计和功能。磷酸铁锂电池拥有更好的寿命、安全性，更适合插电式混动车的用车情况。比亚迪新能源汽车将越来越多地出现在我们的生活中，使用新能源汽车，大家普遍关心的还是有关电池的问题。据了解，“秦”的充电模式主要有预约充电和即时充电两种，既可以按照客户设置的充电时间对车辆定时充电，也能随机给车辆直接充电。

　　比亚迪磷酸铁锂电池管理系统BMS功能

　　比亚迪磷酸铁锂电池BMS管理系统就不像有些电池生产企业说的那样可有可无，而是必须要有，而且还要贯穿锂电池组应用始终。BMS锂电池管理系统在国内外已有许多研究，并且开始在许多领域应用，已经能满足一些市场的需要，锂动力电池的应用对电池管理系统提出了更高的要求，保障动力电池组的使用安全，是锂动力电池管理系统的首要任务。

　　动力BMS锂电池管理系统能有效的对锂电池组进行有效的监控、保护、能量均衡和故障警报，进而提高整个动力电池组的工作效率和使用寿命。磷酸铁锂电池由于其工作电压高、体积小、质量轻、能量密度大、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长等众多优点而被广泛使用在各种精密设备上。

　　尽管磷酸铁锂电池比其他种类的电池有更多的优点，但锂电池处于严重过充电状态下还存在爆炸的危险，造成锂电池组损坏的同时还对使用者的人生安全造成威胁。因此，必须为锂电池组配备一套具有针对性的锂电池管理系统BMS从而对电池组进行有效的监控、保护、能量均衡和故障警报，进而提高整个锂电池工作效率和使用寿命。

　　锂电池BMS管理系统有如下特点

　　●锂电池管理系统由管理主机（CPU）、电压与温度采集模块、电流采集模块和通信接口模块组成。

　　●可检测并显示锂电池组的总电压、总电流、储备电量；任一单体电池的电压和电池箱的温度；最高和最低单体电池电压及电池编号、最高和最低温度、电池组的充放电量。

　　●UPS电池主机还提供报警和控制输出接口，对过压、欠压、高温、低温、过流、短路等极限情况进行报警和控制输出。

　　●提供RS232和CAN总线接口，可在计算机上直接读取磷酸铁锂电池管理系统上的所有信息。

　　比亚迪磷酸铁锂电池管理系统BMS设计解析

　　首先我们来谈谈比亚迪唐和秦的电池，型号应该是一样的，只是秦的锂电池组电芯数量比较少，容量13度，唐的比较多，18度。单个的电芯都是比亚迪自己制造的磷酸铁锂电池，额定电压3.2V，容量26AH。为什么不是最近比较火的三元锂电池呢？原因如下图：

　　磷酸铁锂电池拥有更好的寿命、安全性，更适合插电式混动车的用车情况。电池单体搭台是这个样子的，但是这个应该是大巴上的，因为电储量高达120AH，咱们的只有26AH，不过大致上是一样的，都是长方体。

　　唐的BMS电池组位于底盘中部，体积和重量都比较大。放在底盘的好处是降低了整车重心，同时不影响后备箱空间。缺点嘛，对放水和防磕碰要求比较高，日常使用要注意这块不要浸水，不要磕碰。秦的BMS锂电池组，位于后座以后，后备箱之前。优点：放水防磕碰性能都很好，缺点：重心比较高，影响后备箱空间，和唐正好是相对的~。

　　连接方式为串联，形象一点说，就是类似于我们以前用过的手电筒，几个电池头尾相接。这种连接方式，每个电芯放电的时候使用同样的电流对外放电，充电的时候同样的电流充电，在不借助均衡系统的情况下，无法对单个电芯进行充放电。而且，当一个电芯充满时，就要停止对整个BMS锂电池组的充电，不然这个电芯会过充损坏，而一个电芯放空的时候，整个电池组就要停止放电，不然这个电芯会过放损坏。

　　BMS磷酸铁锂电池管理系统的均衡模块。唐和秦的均衡模块采用的是被动均衡方式，也就是说，通过旁路电阻给电压较高的电芯放电，使其达到和其他电芯相同的电压。也就是这样：每个电芯都有一个由磷酸铁锂电池管理系统单独控制的电阻，当需要的时候，接通这个电阻的电路，给电芯放电。

　　因为比亚迪唐和秦的电池组不均衡，绝大多数是某一两个电芯电压过低，需要对另外的大量电芯进行放电。而在低电量时，可以正确的标记剩余电芯，高电量下，系统只会标记充满时电压最高的一个电芯，是一个，可想而知效率是怎么样的了，几乎可以忽略不计。

　　比亚迪坚持使用磷酸铁锂电池的原因

　　磷酸铁锂电池，是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中钴酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料。磷酸铁锂电池是比亚迪完全自主研发的国产锂电池，投入巨大，目前已经属于成熟产品，也在国内获得了广泛应用；虽然与国外锂电池产品相比，磷酸铁锂电池的特性还不是很完美，但因为其存在，打破了国外的技术垄断，为我们走自己的锂电池研发路线创出了道路，所以非常敬佩其精神。另外比亚迪坚持使用磷酸铁锂电池不会发生爆炸。

　　事实上中国企业已经掌握了磷酸铁锂电池全球最高端的技术和工艺。而磷酸铁锂电池在安全性和循环寿命上相对于三元锂电的绝对优势，正是中国新能源汽车关键要素所在和发展所需。只要明确其发展地位，加大投入固化这一优势，中国新能源汽车就完全有弯道超车的可能。

　　三元锂电的材料配方，无论是镍钴锰酸锂，还是镍钴铝酸锂，都离不开两种贵金属，即钴和镍。这两种金属在中国都很匮乏，在全球储量也有限。磷酸铁锂电池则刚好相反，不含任何贵金属，而且生产正极材料的主要原料氧化铁、碳酸锂在中国储量非常丰富。如果下游新能源汽车市场需求放大，其上游材料在规模效应的推动下，成本将直线下降，占据磷酸铁锂电池成本超过30%的正极材料价格的下降，将促使磷酸铁锂电池价格的迅速下降。

　　磷酸铁锂电池是比亚迪新能源汽车核心部件，为整车提供驱动电能，它主要通过金属材质的壳体包裹构成电池包保护主体。电芯通过模块化的结构设计实现了电芯的集成，并且包括电芯的散热硬件，散热系统设计的好坏是BMS实现优良管理的前提。