无人机BMS电池管理系统设计

    基于模型的方法估算电池SOC，包括电化学阻抗频谱法(EIS)和等效电路模型(ECM)，通过模拟电池的电化学反应和电气行为来进行深入的SOC分析。这些方法可评估内阻、容量和其他关键参数，从而多方面了解各种运行条件下的SOC。卡尔曼滤波是另一种流行的基于模型的技术，它能整合来自多个传感器的数据，即使在动态环境中也能精确估算SOC。然而，卡尔曼滤波法的准确性容易受到传感器漂移、极端温度变化和电池行为变化等外部因素的影响。大多数电动汽车使用不同的技术组合来准确测量SOC。库仑计数和OCV快速获得基本数据，而EIS、ECM和卡尔曼滤波则提供更详细和更精确的信息。此外，神经网络，人工智能的应用也在不断的提高SOC的准确性。 BMS保护板分为分口与同口保护板。无人机BMS电池管理系统设计

    BMS保护板的被动均衡技术顾名思义，被动均衡就是将单体电池中容量稍多的个体消耗掉，实现整体的均衡。被动均衡又称为能量耗散式均衡，工作原理是在每节电芯上并联一个电阻，当某个电芯提前充满，而又需要继续给其他电芯充电时，通过电阻对电压高的电芯以热量形式释放电量，为其他电芯争取更多充电时间。由于被动均衡结构更为简单，所以使用比较广。但是被动均衡也有明显的缺点，由于结构简单制作成本低，采用电阻耗能产生热量，从而会使整个系统的效率降低。并且均衡时间短，效果不佳，一般均衡时间都在充电周期末期。此外，只能对高电压电池进行放电，无法对劣质电池进行改进。在适用场景上，被动均衡更适合于小容量、低串数的锂电池组应用，可以释放每颗电芯的储能能力，实现电量的有效利用。 移动储能BMS芯片软件保护板BMS则采用嵌入式软件实现电池管理系统的一种方式。

    入局BMS制造的厂商有几类：一类是动力电池BMS中具主导能力的终端用户-车厂，事实上国外BMS制造实力较强的也就是车厂，如通用、特斯拉等；国内有比亚迪、华霆动力等。第二类是电池厂，包含电芯厂商与做pack的厂商，如三星、宁德时代、欣旺达、德赛电池、拓邦股份、等；第三类专业的BMS制造商，此类厂商有多年的电力电子技术积累，有高校背景或相关企业背景的研发团队，如亿能电子、杭州高特电子、协能科技、等企业。目前看来储能电池的终端用户没有加入BMS研发与制造的需求与具体行动，可以认为储能电池BMS行业缺乏一个占据了重要优势的参与者，给电池厂以及专注做储能BMS的厂商留下了巨大的发展空间。储能市场一旦确立，将给予电池厂与专业BMS生产厂商以非常大的发挥空间。在未来专业电动汽车的BMS生产厂商也极有可能成为大规模储能项目使用的BMS供应商的重要组成部分。现阶段，各个储能系统供应商提供的BMS缺乏统一标准。不同厂家对BMS的设计、定义都不同，而且根据各家适配电池的不同，采用的SOX算法、均衡技术、上传的通信数据内容可能也各不相同。在BMS的实际应用中，这样的差异会增加应用成本，不利于产业发展。因此，以后BMS的标准化、模块化也将是一个重要的发展方向。

一种BMS电池管理系统的远程监控系统，包括主控制终端、Server服务器端、移动客户终端以及多个BMS电池管理系统单元，所述主控制终端和移动客户终端均通过通信网络与Server服务器端连接。BMS电池管理系统单元包括BMS电池管理系统、控制模组、显示模组、无线通信模组、电气设备、用于为电气设备供电的电池组以及用于采集电池组的电池信息的采集模组。BMS电池管理系统通过通信接口分别与无线通信模组及显示模组连接，采集模组的输出端与BMS电池管理系统的输入端连接，BMS电池管理系统的输出端与控制模组的输入端连接，所述控制模组分别与电池组及电气设备连接，BMS电池管理系统通过无线通信模块与Server服务器端连接。储能BMS均衡技术主要是指电池管理系统BMS中用于维护电池组中各个单体电池电量一致性的技术。

    主动均衡技术主动均衡又称非能量耗散式均衡，其原理在充电和放电循环期间，是将能量高的电芯内的能量转移到能量低的电芯中去，使得电池PACK内的电荷得到重新分配，从而缩短充电时间，延长放电使用时间。在适用场景上，主动均衡更加适用于大容量、高串数的锂电池组应用。BMS被动均衡技术先于主动均衡在电动市场中应用，技术也较为成熟些。主动均衡则较为复杂，变压器方案的设计以及开关矩阵的设计无疑会使成本增加明显。但主动均衡相比采用能量传递分配的原则，因而能量利用率相比被动均衡更高。在实际应用中，主动均衡技术也被普遍认为更为高效和合理。例如，科列自主研发的双向DC-DC主动均衡芯片，它采用了先进的智能算法，能够快速有效地补偿电池组产生的差异，确保电池一致性，延长电池组的使用寿命和平均无故障时间。 当电池充电时，如果电压超过设定的安全范围，BMS系统保护板会立即断开充电电路，防止电池过充。移动储能BMS芯片

硬件BMS保护板指的是完全基于硬件实现的电池管理系统，其设计注重电路和传感器等硬件组件的整合。无人机BMS电池管理系统设计

相比System-side电量计，Pack-side电量计芯片直接采样电芯电压，电压更准确，有利于提高电量计量、充电以及保护精度;Pack-side采用可集成加密认证算法的电量计，综合成本更低;Pack-side电池保护板PCM电压、电流、温度校准更容易，项目开发周期更短;Pack-side电量计面对可插拔电池时RAM数据不丢失，数据更准确。电池计量芯片属数模混合信号芯片，涉及计量算法、AFE/ADC及计算电路等，关键技术体现在计量精度、管理电池串数、平台电压、功耗水平等。其中AFE自带ADC，可以进行模数转换，但需要配合嵌入式微控制器(MCU)才能实现电量计功能。

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