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BMS电池管理系统Battery Management System使用说明书User’s Guide上海妙益电子科技发展有限公司Shanghai Mewyeah Technology Development Co.,Ltd.目录1 概述Introductio (4)2 特点Features (4)3 系统构成Composition of System (5)4产品命名规则Package Information (5)4.1终端模块Terminal Modules (5)4.2中控模块Central Module (6)4.3集成模块Integral Module (6)4.4显示模块Display Module (6)4.4.1组合仪表Dashboard (6)4.4.2液晶显示器LCD Display (7)5 技术参数Parameters (7)5.1终端模块 (7)5.1中控模块 (7)5.3集成模块 (8)5.4显示模块Display Module (8)5.4.1组合仪表Dashboard (8)5.4.2液晶显示器LCD Display (8)6 安装Installing (9)6.1终端模块Terminal Module (9)6.1.1 DX201, DX101 (9)6.1.2 DX202,DX102 (9)6.2中控模块Central Module (10)6.3集成模块Integral Module (10)6.4显示模块 (10)6.4.1仪表 (10)6.4.2 液晶显示器 (11)6.4.2.1 XS201-70,XS101-70 (11)6.4.2.2 XSQ201-35,XSQ101-35 (12)7配线(Wiring) (12)7.1终端模块Terminal Module (13)7.1.1 DX201-12, DX101-12 (13)7.1.2 DX202-8, DX102-8 (14)7.1.3 DX203-20, DX103-20 (15)7.2中控模块Central Module (15)7.3集成模块Integral Module (17)7.3.1 DKX201-8, DKX101-8 (17)7.3.2 DKX201-16, DKX101-16 (18)7.3.3 DKX201-20, DKX101-20 (19)7.4显示模块Display Module (19)7.4.1仪表Dashboard (19)7.4.2 液晶显示器LCD Display (20)7.4.2.1 XS201-70,XS101-70 (20)7.4.2.2 XSQ201-35,XSQ101-35 (21)8 显示模块操作说明Operation of Display Module (21)8.1 仪表DashBoard (21)8.1.1表盘说明Layout of the face (21)8.1.2表背说明Layout of the back (21)8.1.3按键说明Key Description (22)8.1.4液晶显示Display On LCD (23)8.1.5设置时间Steps of Set Time (23)8.1.6视频显示Video Display (31)8.2 液晶显示器LCD Display Module (32)8.2.1 XS201-70,XS101-70 (32)8.2.2 XSQ201-35,XSQ101-35 (32)9 参数设置Set Parameter (36)9.1 参数设置需求Requirement for Set Parameter (36)9.2 参数设置步骤Step of Set Parameter (36)10 通信Communication (38)10.1通讯硬件要求Hardware Requirement (38)10.2地址分配Allocation of Module Address (38)10.3数据帧Communication Frame (38)10.3.1 BMS终端模块Terminal Module (38)10.3.2 BMS中控模块Central Module (39)1 概述Introductio妙益电池管理系统用于监测并指示电池状况(电压、温度、电流、剩余能量)、在异常情况下向用户发出报警信号（声光）、严重时根据制定的控制策略切断电力传送链路以保护电池从而延长电池使用寿命，另外电池管理系统还有能量均衡作用，使得系统中电池剩余能量趋于一致，延长系统的整体放电时间。
基于中颖SH367003和SH79F329的动力锂电池BMS介绍中颖电子股份有限公司 高级工程师 张圣（引言）近年来，随着动力锂电池在电动自行车，电动摩托车，电动汽车以及后备电源等领域被广泛应用，动力锂电池管理系统(Battery Management System，简称BMS)得到了长足的发展。
结合中颖电子股份有限公司的相关产品，本文对主流的动力锂电池管理系统进行了介绍和总结。
（正文）锂电池是20世纪开发成功的新型高能电池，广泛应用于各种消费类电子产品中中，PDA，DSC，Cellular Phone，Camcorder，Portable Audio，Advanced Game，Electric Scooter，Bluetooth Device…越来越多的产品采用锂电池作为其主要电源。
在电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车以及后备电源等领域，锂电池凭借其体积小、能量密度高、无记忆效应、循环寿命高、高电压电池、自放电率低、无污染等特点成为动力电池的最佳选择。
1.锂电池及BMS目前市场中常见的动力电池有：铅酸电池，镍镉电池以及镍氢电池等，表一为锂电池与上述电池间性能和优缺点对比。
表一：电池性能和特点对比表铅酸电池 镍镉电池 镍氢电池 锂电池 比能量(wh/kg) <30 50 60～80 100～150体积比能量(wh/L) 100 150 250 350～400 标称电压(V) 2 1.2 1.2 3.7工作温度(℃) -20~60 20~60 20~60 0~60自放电率(%) 4~5 20~30 30~35 <5循环寿命 800次 500次 1000次 >1000次记忆效应 无 有 有 无优点技术成熟原材料便宜 安全性能好 安全性能好单体电压高比能量高缺点 污染自放电率高原材料稀缺污染原材料稀缺成本高安全性稍差相对其它动力电池，锂电池拥有较大的性能，环保以及潜在的成本优势。
中颖电子：受益智能可穿戴设备100亿美元盛宴本刊研究员张鹏飞Industry·Company随着谷歌眼镜、三星智能手表的面世，智能可穿戴设备已成为时下最热门的科技话题之一，有望成为继智能手机之后未来移动智能产品发展的主流趋势。
2012年，著名调研公司Forrester表示，可穿戴计算技术将引发“新的平台大战”。
市场研究公司Juniper Research预计，2013年可穿戴计算设备的市场规模将达到8亿美元，2014年将达到15亿美元，到2017年，可穿戴计算设备出货量将从今年的约1500万部增加到7000万部，市场规模可能接近100亿美元。
在A股市场，也有一批与智能可空戴设备产业链相关的公司，早在今年初即被资金所热棒。
其中，中颖电子（300327）就是其中的一员。
该公司所生产柔性芯片已应用于部分智能可穿戴设备，未来有望在行业盛宴开启时充分受益。
目前，公司市值不到20亿，成长空间十分广阔。
智能可穿戴设备有望接力智能手机智能穿戴是指应用穿戴式技术对日常穿戴进行智能化设计、开发出可以穿戴的设备，如眼镜、手套、手表、服饰及鞋等。
2012年，搜索引擎巨头谷歌公司宣称将发布智能眼镜，在科技界引起了巨大反响。
此后，苹果、微软、三星、台湾宏达，以及国内的百度、盛大都传有意介入该领域。
今年4月份，该眼镜面世，尽管售价高昂，但依然获得市场的青睐；9月份，三星公司在柏林国际电子消费展上正式发布了智能手表。
可以预计，以后将会有越来越多的科技巨头会推出智能可穿戴设备。
智能可穿戴设备之所以会激发众多科技巨人的热情，是因为其市场潜力大，为未来移动智能终端的发展方向。
被称为“互联网女皇”的美国KPCB分析师玛丽·米克尔在今年的互联网趋势报告中，尤其强调了智能可穿戴设备的增长潜力，认为这是下一个热门领域。
美国青蛙设计公司首席创意总监Mark Rolston表示，当今流行的移动设备必将告一段落，可穿戴式计算设备如智能手表等将越来越受欢迎。
电动车电池管理系统功能介绍随着环保意识的逐步加强，电动车逐渐成为了人们出行的重要选择。
然而，电动车的电池管理始终是一个关键问题。
电池管理系统（BMS）作为电动车的重要组件，对电池的性能和使用寿命起着至关重要的作用。
本文将详细介绍电动车电池管理系统的各项功能。
一、电量管理电池管理系统首先需要管理电池的电量。
这包括对电池的剩余电量进行准确预测，以及在电池充电和放电过程中对电量的有效利用。
BMS 通过监测电池的电压、电流和温度等参数，结合先进的算法，可以实现对电池剩余电量的准确预测，有效避免电池过度放电或充电，从而延长电池的使用寿命。
二、充电管理电池管理系统的另一个重要功能是充电管理。
在充电过程中，BMS需要控制充电电流的大小，防止电池过充，同时还要确保电池能够快速、充分地充电。
BMS还可以根据电池的充电状态和环境温度来调整充电电流，以防止电池在充电过程中过热。
三、健康状态管理电池管理系统的健康状态管理功能主要是通过监测电池的性能参数来实现的。
这些参数包括电池的电压、电流、温度等。
通过实时监测这些参数，电池管理系统能够及时发现电池的健康状况变化，预测电池的寿命，并在必要时提醒用户更换电池。
四、安全防护电动车的电池管理系统还需要具备安全防护功能。
这包括防止电池短路、过充、过放等安全问题。
一旦出现这些问题，BMS需要立即切断电池的电源，以防止电池损坏或发生危险。
BMS还需要具备防水、防尘等功能，以应对各种复杂的使用环境。
五、能量回收电动车的电池管理系统还应当具备能量回收功能。
在刹车或下坡时，电动车的电机不再提供动力，但此时电池管理系统应当能够将这部分能量回收并存储在电池中，以提高能源利用效率。
能量回收功能不仅有助于提高电动车的续航里程，还能在一定程度上延长电池的使用寿命。
六、人机交互与通讯现代的电动车电池管理系统还需要具备人机交互与通讯功能。
这包括通过仪表盘、手机APP等方式向用户展示电池的电量、充电状态等信息，以及接收用户的指令来控制电动车的运行状态。
基于SH366000的智能电池管理系统中颖电子股份有限公司高级工程师张朋翔摘要：本文结合中颖电子的智能电池管理芯片SH366000，围绕着锂离子电池安全和有效利用的目标，对信息采集、充电方式、SOC估算、安全保护、电芯均衡、人机接口、低功耗设计等方面的实现策略进行了比较与分析，总结了现有智能电池管理系统的不足，对未来的发展方向进行了展望。
关键词：锂离子电池、智能电池管理系统、SH366000、充电管理、电池平衡、电池保护中图分类号：TM912.6 文献标识码：ASmart Battery System Based on SH366000Abstract：On the basis of the Li-ion battery of safety and effective use, We analyzed t he existing solution of Signal sample、Charge mode、SOC estimate、Safety protection、Cell balance、Man-machine interface、Low power design etc，summarized its disadvant age， and predicted the develop direction of the future.Key Word：Li-ion Battery、Smart Battery System、SH366000、Charge Management、Ce ll Balance、 Battery Protection概述锂离子电池研究始于20世纪80年代，1991年由索尼公司首先推出了民用产品。
由于具备能量密度高、体积小、无记忆效应、循环寿命高、自放电率低等诸多优点，锂离子电池目前广泛应用于手机、MP3、笔记本电脑、相机等各种便携式设备。
尤其在笔记本供电方面，其优异的高能量优势更是发挥得淋漓尽致。
电池管理系统（BMS）电池管理系统（BMS）概述电池管理系统（BMS）为一套保护动力电池使用安全的控制系统，时刻监控电池的使用状态，通过必要措施缓解电池组的不一致性，为新能源车辆的使用安全提供保障。
恒润科技作为国内优质的动力系统供应商，在控制系统开发方面拥有雄厚的实力和丰富的经验，可以为客户在电池管理系统开发方面提供优质的工程和配套服务。
BMS 的硬件拓扑BMS 硬件的拓扑结构分为集中式和分布式两种类型。
集中式是将电池管理系统的所有功能集中在一个控制器里面，比较合适电池包容量比较小、模组及电池包型式比较固定的场合，可以显著的降低系统成本。
分布式是将BMS 的主控板和从控板分开，甚至把低压和高压的部分分开，以增加系统配置的灵活性，适应不同容量、不同规格型式的模组和电池包。
恒润科技可以提供上述集中式或分布式的各种BMS 硬件方案。
BMS 的状态估算及均衡控制针对电池在制造、使用过程中的不一致性，以及电池容量、内阻随电池生命周期的变化，恒润科技团队创造性的应用多状态联合估计、扩展卡尔曼滤波算法、内阻/ 容量在线识别等方法，实现对电池全生命周期的高精度状态估算。
经测算，针对三元锂电池，常温状态下单体电池SOC 估算偏差可达最大2%，平均估算偏差1%。
同时针对电池单体间的不一致性，使用基于剩余充电电量一致等均衡策略，最大程度的挥电池的最大能效。
电池内短路的快速识别电池内短路是最复杂、最难确定的热失控诱因，是目前电池安全领域的国际难题，可导致灾难性后果。
电池内短路无法从根本上杜绝，目前一般是通过长时间（2 周以上）的搁置观察以期早期发现问题。
在电池的内短路识别方面，恒润科技拥有10 余项世界范围内领先的专利及专利许可。
利用对称环形电路拓扑结构（SLCT）及相关算法，可以在极短时间内（5 分钟内）对多节电池单体进行批量内短路检测，能够识别出0~100kΩ量级的内短路并准确估算内短阻值。
这种方法可显著降低电芯生产企业或模组组装厂家的运营成本，提高电池生产及使用过程的安全性。
智能电池管理系统简介
中颖电子股份有限公司高级工程师张朋翔
概述
锂离子电池研究始于20世纪80年代，1991年由索尼公司首先推出了民用产品。
由于具备能量密度高、体积小、无记忆效应、循环寿命高、自放电率低等诸多优点，锂离子电池目前广泛应用于手机、MP3、笔记本电脑、相机等各种便携式设备。
尤其在笔记本供电方面，其优异的高能量优势更是发挥得淋漓尽致。
但是由于能量密度高及特有的化学特性，锂离子电池的安全性和稳定性方面亦存在隐患，如过高温和过充可能会燃烧甚至导致爆炸，过放电可能造成电池本身的损坏。
近年来，连续出现的笔记本电脑电池爆炸燃烧事故，导致了全球性的大批量电池召回现象，给生产厂家带来了巨大的经济损失。
为保证电池使用的安全性，在提高电池本身材料性能及加强工艺控制的同时，智能电池管理系统也成为锂离子电池应用研究的重中之重。
智能电池管理系统简介
锂离子电池发展初期，电池管理系统一般只具有检测电池组电压、温度、电流及简单保护等功能。
随着锂离子电池应用范围越来越广，应用方式越来越多，对锂离子电池管理系统的要求也越来越高。
智能电池管理系统一般具有如下几个功能：电池组参数采集、剩余电量计算、电池组故障保护、电芯均衡、通信等。
● 电池组参数采集
电池组参数采集主要包括电池组中单体电池电压、系统电流、系统温度的采集，该参数可用于判定电池的剩余电量、故障保护等。
锂离子电池的电压最能体现电池的性能状态，既可以用于过充、过放等故障保护，也可以用于初步估计锂离子电池的剩余电量。
系统电流可用于判断是否出现过放或过流，还可以通过对电流与时间的积分，估计电池的剩余电量等。
系统温度主要用于防止电池组温度过高，发生安全事故，并对剩余容量计算进行补偿。
电池管理系统的所有算法及保护都是以采集到的电池参数为基础的，因此必须保证数据的精确度。
● 剩余电量预测
剩余电量是反映电池性能的重要参数，也是主机进行充电、放电的判断依据。
剩余电量的准确估算可以保护电池，防止过充、过放的发生，便于客户做出合理的时间安排。
当前，剩余电量的检测方式主要有开路电压法、库仑积分法、内阻法、卡尔曼滤波法、混合法等。
开路电压法是目前最简单的方法，根据电池的特性得知，在电池容量与开路电压之间存在一定的函数关系，当得知开路电压时，可以初步估算电池的剩余电量。
该方法精度不高，且只适用于静态检测，无法直接用于真实应用。
内阻法利用电池内阻和剩余电量的对应关系，来判定系统的剩余电量。
由于锂离子电池组的内阻随工作状态变化明显，不同特性的电芯之间也有差异，该方法的重点是如何能够快速得到当前应用条件下电芯的内阻。
如果可以快速进行内阻的自我测量，则可以得到相对准确的剩余容量。
库仑积分法是通过计算电池组电流与时间的积分，计算锂离子电池组充入和放出的电量，再与电池的额定电量比较，从而得出当前的剩余电量。
该方法简单、稳定，但必须对电流测量非常准确，否则会出现积累误差。
另外，锂离子电池的自放电以及在低温和大电流下其放电效率会变低，都会进一步降低了剩余电量的检测精度。
库仑积分法必须定期进行校正。
卡尔曼滤波法是指采用卡尔曼滤波算法，综合考虑电池组循环变化、电池老化、温度等影响，进而得到精准的剩余电量。
该算法相对而言最精准，但是算法复杂，又需要足够的实验数据，暂未得到具体的应用。
混合法是指通过内阻法/开路电压法与库仑积分法相结合的方式，通过开路电压法/内阻法的定期校正，使用库仑积分法得到精准的剩余电量。
该方法是目前使用最广泛的方式。
● 电池组故障保护
在使用锂离子电池时，必须提供电池组故障保护，过热或过充均可能引起火灾或爆炸。
智能电池管理系统可分为一级保护和二级保护。
一级保护检测电池组的电流、电压和温度及剩余电量，判断电池组是否发生了过充、过放、过温、过流和短路等不安全状态，并适时关闭电池组，以避免对电池组造成损坏。
二级保护可以在一级保护失效的情况下提供后备保护，熔断保险丝，永久关闭电池组，防止电池在不安全状况下继续充放电。
● 电芯均衡
由于锂离子电池的制作工艺限制，以及使用过程中温度、放电率等对电池的影响，电池组中各个单体电池之间存在电压、内阻和容量等差异，而且电池组经过多次循环之后差异会变得更加明显，导致电池组的使用寿命比单体平均寿命短很多。
同时对锂离子电池而言，由于其对充放电要求很高，当过充、过放、过流及短路等情况发生时，锂离子电池内热量大量增加，容易发生火花、燃烧甚至爆炸。
为确保安全性和稳定性，必须采取均衡措施。
目前锂离子电池均衡管理的方法可以分为耗能式和非耗能式。
耗能式是将电池组中电压较高的电池释放一部分能量，使其与其他电池保持一致；非耗能式是在单体电池之间或单体电池与整个电池组之间进行能量转移。
耗能式是通过给单体电池并联一个功率电阻和一个开关进行分流，将电池组中电压高的单体电池多余的能量释放，达到电池组电压均衡。
该方法简单、稳定，缺点是存在能量浪费、均衡时间长和散热等问题，一般只用于充电状态下的均衡。
非耗能式一般是使用储能元件转移能量使电池组电压保持一致，该方法均衡电流大、均衡效率高，但是电路复杂、控制复杂。
一般可分为能量转换式均衡和能量转移式均衡。
能量转换式均衡是通过反激转换器由锂离子电池组整体向单体电池进行补充或由单体电池向电池组进行补充，该转换可以在某电池电压高于阈值时将其能量转换到电池组，也可以在某电池电压低于阈值时从电池组转换到该电池。
能量转移式是通过电容或电感把能量从电压高的电池转移到电压低的电池，从而达到均衡。
该方法的缺点是控制复杂，无法用于数量多的电池组，均衡时间比较长。
● 通信
智能管理系统需对外提供SMBus通信功能，以方便主机读取转换数据和状态信息，并可以根据主机需要对智能电池管理系统进行控制。
智能电池管理发展技术趋势
目前，智能电池管理技术仍然存在着一定方面的不足，未来的改进可能主要表现在如下几个方面：
1）均衡方式待改进，均衡方式向非耗能式变化，提高均衡效率
2）电池容量监控不够准确，无法针对不同电池组做差异化的充放电管理
3）减少管理系统能耗，提高能量利用率
4）系统集成度待进一步提高，降低系统复杂度
随着锂离子电池应用的不断扩大，对其管理技术的要求也愈加提高，相信不断会有新的竞争者加入，智能电池管理技术也会得到更大发展。
中颖电子智能电池管理系统简介
基于以上对智能电池管理系统的认识，中颖电子股份有限公司推出了专为笔记本电脑电池设计的智能电池管理芯片SH366000和为智能电池管理系统设计的专用MCU SH79F329。
SH366000是中颖电子专为笔记本电池推出的一颗智能电池管理芯片，其通讯协议兼容SMBus1.1，符合智能电池指令集SBData1.1规范；适用于2~4节锂离子及锂聚合物电池组；能够准确计算出电池组的满充容量、剩余容量，以及电池的可运行时间和充电完成所需时间；提供电压、电流、温度监控功能，提供软硬件保护；提供电池平衡功能，延长电池寿命；其BOM 基本兼容当前主流方案。
欲了解详细的IC信息，请访问.
SH79F329是中颖电子推出的一颗采用40V高压制程的智能电池管理专用MCU，已成功开发出2~5节电动工具方案和6~16节电动自行车方案，其能够准确计算电池组剩余电量和剩余工作时间；提供电池平衡功能及电压、电流、温度保护功能；提供超低功耗待机模式。
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