电池管理技术的前世今生

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Deng Huipeng — Fri, 25 Nov 2016 04:08:49 GMT

小时候拿着个5号或7号电池和几个小灯泡，玩各种折腾，不亦乐乎。工作后，开始折腾的是各种开关电源。而现在，各种智能电池管理系统如雨后春笋涌生。

干电池是电池的起步，而电池的突飞猛进得从锂电池的诞生算起。随着电子行业的迅速发展，各种类的电子产品对电池的依赖程度越来越高，电池技术及于其相关的技术也在不断发展。因而，电池管理系统市场迎来高速发展的机会，安全性问题也随之成为关注的焦点。前段时间某国外品牌手机发生电池爆炸的事件弄得沸沸扬扬，更是把电池系统的安全问题推向最前沿。电池系统作为各种类电子产品的核心部件，是一个涉及电化学，机械，电气，软件等多种技术于一体的高度复杂组合的系统，并需要确保长期使用中的安全性。这种高要求、高标准、高复杂度就督促着电池管理系统的设计开发需要严格地执行——从初期严格的设计要求、规范的开发流程、完备的测试验证，充分的系统级功能安全分析到系统整个架构及软件的执行，以完整而充分的产品开发体系架构提升整个电池管理系统的耐用性和可靠性。

只有将电池管理系统设计得更具耐用性和可靠性，才能让电子产品更具魅力！

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user1417946 — Thu, 24 Nov 2016 13:16:07 GMT

电池管理系统（BMS）在早期是没有的

在干电池的时候是不需要

可充电电池出现以后，电池的充放电管理也还称不上电池管理系统

只有在锂电池广泛商业化应用以后，除了对於电池的保护功能以外，电池的串并联电池组的应用情况出现

伴随而来的就是电池管理系统（BMS）

典型的BMS系统，例如特斯拉汽车，电池组的规模以单体个数而论是K级以上

这样精确的检测每个电池单体的状态就是关键的技术和难点

目前国内的电池管理系统，在车用方面，不管是采用3元材料还是磷酸铁锂，

至少单体的容量比较大，而数量上则比之特斯拉降低很多，尽管如此，BMS的技术方面也还是在发展中

除了被动均衡发展到以主动均衡为主外，算法包括SOC和SOH更加精确化

而电池厂家对於单体电池质量也在进步

TI有电池管理系统所有类别的器件，只是进入汽车市场比较晚，希望能后来居上

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qiang wu4 — Thu, 24 Nov 2016 01:53:29 GMT

电池管理的英文叫做Battery Management System，缩写为BMS，首先看一下为什么需要电池管理：

1、安全需要：电池工作都有一定使用条件的，充电电流限制，放电电流限制，工作温度限制，单体电压限制，将其工作条件分为“合理区域”和“临界区域”。超出“临界区域”后发生燃烧、爆炸等事故的概率大增。

2、延长电池使用寿命：当电池工作状态位于“合理区域”时，寿命最长。

3、提供电池组有效储能：单个电池能量有限，所以大多是N多个电池串联在一起使用。电池总是存在差异，储存的能量有差异。电池组的放电受限于电池串中电压最低的电池，充电受限于电压最高的电池，“有效储能”小于“理论储能”。

4、估算电池剩余能量：剩余能量和常规车辆的剩余油量一个意思。不知道剩余能量，就无法预测车辆还能行驶多少里程。

总结一下，可以用几句话来概括BMS：BMS通过测量，获取电池的工作状态，并把这种状态显示出来。紧急情况下，利用声光手段来提醒使用者，使得电池工作在“合理区域”，从而延长电池的使用寿命。危险情况下，自动采取措施，避免事故的发生。另外为电池提供能量均衡功能，提高电池的“有效储能”，进而延长放电时间。

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user4009018 — Wed, 23 Nov 2016 15:27:31 GMT

毫无疑问，电池技术在当今社会是很重要的，用在各种电器方面，我们的电子产品，都需要这种因为电而产生的人类生活状态的改变，千百年来，最重要的生活状态的美满，全离开不了电和存贮电的电池。

长久以来，人们已经习惯了移动计算和通信设备所带来的便利性，业界对于便携式电源也提出了更高的要求。然而，电池技术的进步反之又催生了各类全新的移动应用，有些应用甚至超出了我们的想象。近二十多年来，科技飞速发展。

计算机从电子管元件时代演变成今天的超大规模集成电路，往日笨拙巨大的计算机如今小到能装进我们的口袋中。

一款新型智能手表的运算能力甚至强于阿波罗登月飞行器。但如今电池的发展则是另一种态势。锂离子电池无疑成为当今精密的电子监视电路等产品的力需。

由于全新的锂离子电池在能源和总体性能方面都有着很多优势，系统设计人员愿意投入大量的时间、精力和资金来开发专门的电池管理电路，以优化这些电池的寿命周期。虽然电池技术在未来几年不会取得革命性发展，但那些依赖电池的新产品却会层出不穷。随着人们对电池的依赖程度越来越高，电池技术及于其相关的技术也在不断发展。目前的人类专注研发高能电池。

从1995年起历经十多年发展，在2007年才实现电池储能翻一倍。此后，电池储能增幅再没能超过30%。科技发展的动力来自两个方面：追求设备的小巧便携性和完善与之配套的软件。

电脑的核心是微处理器。几十年来，处理器的体积越来越小，耗能也越少，电池寿命就更长。电池是金属和化学材料的组合体。

当今最受欢迎的、应用最广泛的是锂离子充电电池，已有20来年的发展历史。电池曾是早期移动设备中最另人头疼的组件之一，因为终端用户无法准确预计系统电量耗尽的时间。在那时候，几乎所有电子产品的电池都可以轻易的被移除或替换。而如今，由于技术的持续进步，电池已经可以无缝的嵌入到便携式设备中了。同时，得益于精确可靠的内置电池监视技术，用户现在可以随时准确地了解电池的状态。

此外，用户还能够轻松、快速地给电池充电，而借助于无线电源技术，用户甚至不需要任何物理连接就能实现充电。电池市场利润如此丰厚，许多研究人员也在加紧研发步伐，但成果甚微。

无线电源技术可通过电磁波实现电力传输，从而省去了连接电源线和电源插座的麻烦。通过定向天线发射RF电源其实是一个无损耗的过程，其产出效率大概在85%左右，足以与任一款高性能的开关调节器相媲美。

无线电源传输的需求前景非常明朗。目前有关的建置技术已经解决，现在所必须努力的就是大规模将该技术从百万瓦级和毫瓦级应用向可携式运算、消费和通讯设备领域扩展。

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user1538729 — Tue, 15 Nov 2016 12:22:02 GMT

从小时候用过的手电、收音机中的锌锰干电池；到后来出现在对讲机、手机中的镍镉和镍氢电池；直至近几年来被广泛应用的锂电池，当然这其中还有铅酸蓄电池等。电池的体积不断在缩小、能量不断在提升，尤其是现在的锂电池更是让用户青睐。现在很多的移动产品都是使用锂电池，包括手机、平板电脑等一些手持终端设备，内部的电池管理技术无时不在发挥着作用，用以保证这些设备可靠地工作。电池应用的核心就是电池管理技术的应用体现。

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guyue — Wed, 09 Nov 2016 02:45:23 GMT

一、科技的发展推进了电子技术的发展，电子技术的发展又促进了电池技术的发展，从而使得专门管理电池系统-BMS的诞生。现在随着电子产品小型化、便携化的发展以及汽车技术的发展，人们对电池的依赖程度越来越高，电池技术及于其相关的技术也在不断发展。随着BMS的发展，终端用户们可以准确预计系统电量耗尽的时间，从而做好提前充电的准备，如现在流行的充电宝、手机电池等，我们可以随时知道电池的情况，这都得益于电池管理技术的发展。

二、何为BMS?

电池管理系统BMS是用来衔接电池组、整车系统和电机的重要纽带，用来时刻监督调整限制电池组的行为，以保障使用安全，其主要功能有：

1、准确估测动力电池组的荷电状态（State of Charge，即SOC），即电池剩余电量，保证SOC维持在合理的范围内，防止由于过充电或过放电对电池的损伤，从而随时预报混合动力汽车储能电池还剩余多少能量或者储能电池的荷电状态。

2、动态监测动力电池组的工作状态，在电池充放电过程中，实时采集动力电池组中的每块电池的端电压和温度、充放电电流及电池包总电压，防止电池发生过充电或过放电现象。同时能够及时给出电池状况，挑选出有问题的电池，保持整组电池运行的可靠性和高效性，使剩余电量估计模型的实现成为可能。

3、为单体电池均衡充电，使电池组中各个电池都达到均衡一致的状态。均衡技术是目前世界正在致力研究与开发的一项电池能量管理系统的关键技术。

三、BMS技术

主要有电池SOC核心算法、高精度电压测量技术、均衡技术，均衡电流越大越好等

四、TI公司对BMS也有研究，并且推出了自己的产品，如电池管理ICbq76PL455A-Q1应用于汽车BMS系统，可以提高汽车性能，实时清楚续航里程，且其具有自诊断功能，提供了系统安全性，而且使用TI公司的电池管理芯片可以降低汽车厂商成本。

五、国内外BMS供应商比较

国外的电压测量精度达到0.1%FS，而国内只有0.5%FS的精度，国外的均衡方式为主动均衡、国内多为被动均衡等

就目前来看，BMS技术的市场前景还是很广的。

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aimin wang1 — Fri, 04 Nov 2016 05:13:27 GMT

说道电池管理，很容易想到使用过的干电池，铅酸电池，镍铬、镍氢电池，和现在的锂电池。手机、笔记本等便携设备、医用的、工业的等，电池可以说在生活中、工作中扮演着重要的角色，锂电池的应用越来越突出，为了有效、合理的利用电池，电源管理技术也在不断发展，电池监视技术随时了解电池的状态，无线充电不使用物理连接实现充电。电源管理技术可以对电池合理的充放电、延长电池寿命、安全可靠使用起到了重要作用。三星的手机电池过热爆炸，一方面暴露了电池管理设计上的不足，另一方面也凸显了电池管理技术的重要性。

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user4254851 — Thu, 03 Nov 2016 12:58:22 GMT

电池管理技术发展这些年，TI做了不少贡献，电池技术的演变与利用电池供电的设备和系统息息相关。由于人们已经习惯了移动计算和通信设备所带来的便利性，业界对于便携式电源也提出了更高的要求。然而，电池技术的进步反之又催生了各类全新的移动应用，有些应用甚至超出了我们的想象。

电池的安全可靠工作，离不开电池管理，保证电池安全，长寿命的工作，电量的实时监测，未来还有很多路要走。

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user1147286 — Thu, 03 Nov 2016 12:56:05 GMT

电池技术的发展也带来很多新问题，电量的管理，更换的方便，充电的方式等等，充分管理应用好这些东西才能让用户体验到便宜。现在不再用准备一堆的干电池，这不仅环保，也让用户对电池概念发生变化，这些是与电池管理技术的进步分不开的。相信未来的技术会更大程度的方便用户，期待TI新方案的不断涌现

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WEITONG DONG1 — Wed, 02 Nov 2016 10:17:05 GMT

一个完整的BMS，需要有精确的SOC、SOP和SOH的估算，要有有效的动态均衡控制策略，还需要有容错、纠错机制。BMS的核心技术是电池状态的估算策略。对于估算策略，从控制的角度来说有一个标准，这个标准就是高精度和纠错能力。

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jiaozi tianzhi — Wed, 02 Nov 2016 09:56:55 GMT

BMS的状态估算技术才是BMS的核心技术。尽管已经过去了很多年，目前世界上仍然没有一家供应商能够做到这样的高精度和高鲁棒的水平来保证电池工作的万无一失。TI的技术，将使万无一失成为可能~~

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da qin zheng sheng — Wed, 02 Nov 2016 08:02:56 GMT

当下的科技发展很快，消费电子产品功能越来越好，越来越智能化，绿色环保的电动汽车也逐渐推广，给人们的生活带来便利。

而这些产品都离不开电源的，通常都是用锂电源。从传统的小功率干电池，到可充电重复使用的铅酸电池，镍氢电池，再到现在

的大功率锂电池；从传统的有线充电，到现在的无线充电方式，充电时间和效率提高很多，使用时间和寿命更长了，对比以前变化非常大，！这一切都和电池管理技术密切相关的！

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jiaozi tianzhi — Wed, 02 Nov 2016 05:17:04 GMT

通常BMS系统通常包括检测模块与运算控制模块。

检测是指测量电芯的电压、电流和温度以及电池组的电压，然后将这些信号传给运算模块进行处理发出指令。所以运算控制模块是BMS的大脑。控制模块一般包括硬件、基础软件、运行时环境（RTE）和应用软件。其中最核心的部分——应用软件。对于用Simulink 开发的环境的一般分为两部分：电池状态的估算算法和故障诊断以及保护。状态估算包括SOC（State Of Charge）、SOP（State Of Power）、SOH(Stateof Health）以及均衡和热管理。

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Junmi Liu — Wed, 02 Nov 2016 01:39:05 GMT

消费类电芯，因为用电器件需要电量相对较小，单体电芯的电量输出基本就能满足要求，所以很少需要几个电芯一起配合使用。单体电芯电量小，遇到电量输出较高的使用场合，比如电动汽车和储能等，就需要很多电芯进行串并联，获得比较高的输出电压/输出电量/输出电流/输出功率等。

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user4831301 — Tue, 01 Nov 2016 14:08:20 GMT

在我小的时候，那时候没见过什么锂电池，都是清一色的干电池，记得那时候感觉一节干电池还好贵，而且还用不了多久，那时候不知道电池要回收的。当然，即使到现在，说干电池回收，也没见有什么回收点，现在一般干电池用得少，都用上了效率更好，可以充放电的锂电池，这也是对环保的一直大的贡献，我想在以后，电池技术会越来越发展壮大，好比从以前的干电池，到现在的锂电池。技术是在不断进步的，设备需求更好性能的电池，是的电池的性能也在不断改进。