BMS和UPS

本文主要是介绍BMS和UPS，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

BMS:（Battery Management System）

BMS电池管理系统（BATTERY MANAGEMENT SYSTEM）俗称电池保姆或电池管家，主要就是为了智能化管理及维护各个电池单元，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。

简直把电源控制个明明白白。

电池管理系统与电动汽车的动力电池紧密结合在一起，通过传感器对电池的电压、电流、温度进行实时检测，同时还进行漏电检测、热管理、电池均衡管理、报警提醒，计算剩余容量（SOC）、放电功率，报告电池劣化程度（SOH）和剩余容量（SOC）状态，还根据电池的电压电流及温度用算法控制最大输出功率以获得最大行驶里程，以及用算法控制充电机进行最佳电流的充电，通过CAN总线接口与车载总控制器、电机控制器、能量控制系统、车载显示系统等进行实时通信。

电芯均衡采用被动均衡方式:

电芯均衡是指在多节电池串联的电池组（如锂电池组）中，通过调节各个电芯的电压或状态，使得它们在充放电过程中保持一致性的过程。电芯均衡有两种主要方式：主动均衡和被动均衡。

一句话总结：主动均衡模式是将高电压电芯能量送给低电芯，被动均衡模式是将高电压电芯的电芯能量通过电阻直接消耗掉。

被动均衡方式

被动均衡是通过将电量多的电芯的多余能量消耗掉（通常以热的形式），从而使各个电芯达到相同电压的均衡方式。

工作原理

在被动均衡系统中，每个电芯的电压都会被监测。如果某个电芯的电压比其他电芯高，就会通过一个旁路电阻或电阻网络来放电，将多余的能量消耗掉，直到其电压与其他电芯相匹配。这个过程通常发生在电池组充电时，因为此时电芯电压的差异可能最大。

优点

简单性：被动均衡电路设计相对简单，容易实现，成本较低。
稳定性：被动均衡不会将电量转移到其他电芯，不会产生电磁干扰等复杂问题。

缺点

能量浪费：被动均衡通过电阻放电的方式消耗多余电量，导致能量浪费，效率较低。
发热问题：由于能量被转化为热量释放，系统可能需要额外的散热设计来处理发热问题。
速度慢：被动均衡通常较慢，特别是在电芯之间差异较大的情况下。

适用场景

被动均衡方式适用于一些对能量效率要求不高的系统，或者在成本控制要求严格的应用中。它常用于电动车、电动工具等需要多节电池串联的场景，在电池充电的末期，帮助电池组达到均衡状态，延长电池组的使用寿命。

总结

被动均衡方式通过简单的电阻放电方式实现电芯之间的电压均衡，尽管它容易实现且成本低，但由于能量浪费和发热问题，它通常在能量效率不是首要考虑因素的应用中使用。

主动均衡模式是一种比被动均衡更复杂但更高效的电池均衡方式，广泛应用于需要高能量效率和延长电池寿命的系统中，如电动汽车、电动工具和储能系统。

工作原理

主动均衡模式通过将电量从电压较高的电芯转移到电压较低的电芯，从而实现电芯之间的电压平衡。不同于被动均衡，主动均衡不会浪费电量，而是通过能量转移使整个电池组的能量利用效率更高。

主动均衡的常见方法

电荷转移（Charge Shuttling）
- 通过电感、电容或变压器等储能元件，将多余电量从电压较高的电芯转移到电压较低的电芯。常见的方法包括：
  - 电感转移：使用电感器在电芯之间转移电荷。
  - 电容转移：电容器充电并将电量转移到较低电压的电芯。
  - 变压器转移：通过变压器耦合将电能在电芯之间转移。
飞轮电容法（Flying Capacitor Method）
- 使用一个或多个电容器依次连接到电芯之间，吸收高电压电芯的多余电量，再转移到低电压电芯。这种方法在电路设计上相对简单，但可能需要较大的电容器。
直流-直流转换器（DC-DC Converter）
- 通过DC-DC转换器，直接从电压较高的电芯向电压较低的电芯转移能量。这种方法非常高效，但电路设计复杂且成本较高。