电池管理系统 (BMS)

现今的电子设备，小至TWS耳机和可穿戴设备，大至电动汽车，都离不开锂离子或聚合物电池的供电。依据电子设备所需电力的大小，电池组可能由多个电池单元(电芯)排列而成。电池组的充电和放电、输入/输出电压和电流等状态都需要精密监控和测量，以保证电子设备的安全供电。这就需要一种专门监控电池组运行状态的电池管理系统 (BMS) ，用于电池组的监控、计算、通信和保护。

监控：BMS可监控电池组的各种状态指标，包括电压(单节电芯的电压、总电压，或介于二者之间的特定电压)、温度(平均温度、单个电芯的温度)、输入/输出电流、单节电芯的健康状况，以及电芯的均衡状态;

计算：BMS可以计算出很多指标的量值，包括电压(最小和最大电芯电压)、表明充电处于什么水平的荷电状态(SoC)、衡量电池容量的健康状态(SoH)、安全状态(SOS)、最大充电电流即充电电流上限(CCL)、最大放电电流即放电电流上限(DCL)、决定开路电压的电芯内阻、所提供的总电能、总工作时间、温度监控等;

通信：BMS内部的中心控制器可以与内部硬件通信，也可以通过各种方式进行外部通信(比如USB、CAN或无线通信协议);

保护：BMS还可以对电池进行多种保护，以防止电池组状态超出安全工作区(SOA)，比如充/放电过流、充/放电过压、过温、过压力，以及电流泄露等。

典型的锂电池充放电电流变化状态。(来源：Synopsys)

BMS能够密切监视、控制和分配整个电池系统在使用寿命期间的可靠充电和放电。精确监控电流和电压分布至关重要，因为电池过度充电可能会引起火灾或爆炸，而充电不足(或完全放电)则会导致电池失效。BMS的质量直接影响电子设备的续航能力，优质的电池管理系统能够较大限度地延长电池的整体使用寿命，从而降低总拥有成本。

BMS的主要组成

BMS是锂离子电池组的"大脑"，对电芯(组)进行统一的监控、指挥及协调。从构成上看，电池管理系统包括电池管理芯片(BMIC)、模拟前端(AFE)、嵌入式微处理器，以及嵌入式软件等部分。BMS根据实时采集的电芯状态数据，通过特定算法来实现电池组的电压保护、温度保护、短路保护、过流保护、绝缘保护等功能，并实现电芯间的电压平衡管理和对外数据通讯。