原创 电池（组）管理单元分析2

接上篇：《电池（组）管理单元分析1》

电池组管理单元的另外一项重要功能就是决策和保护。

B.保护

这里所说的保护，其实并不是指锂电池内部的保护单元。在单体的保护过程中，内部的器件起到了很大的作用。

《电动车的安全性_锂电池结构与安全_1》

《电动车的安全性_锂电池结构与安全_2》

  这方面写过两篇文章，但是并不完整，在梳理完成后，将会努力补上3，更全面的表征单体电池的安全性的问题。同时有必要整理出来，锂电池的失效的问题。

这张图片比较提纲挈领一些，后续将梳理并且求证。

总体而言，保护的事项包括

过压Over voltage：发生在过充电的时候的情况。

欠压Under voltage：发生在超过了允许的放电深度条件下的过放电的情况。

环境温度的过高和过低High/low ambient temperature：在外部环境温度的监测，其实也是电池包内部的空气温度，这是一个重要的参量。

单体的低温和高温（Over-temperature=》Overheating&Under-temperature）：与环境温度略有不同的是，单体的温度将直接影响其性能，并且在大多数的情况下它与环境温度有着比较大的差异。极限的情况是超过了单体的最高温度，将会引起很大的隐患。

电池内部气压（Pressure build up inside the cell）：由于电解液的挥发，电池内部的气压因素往往不容易探测，这个问题往往通过气压阀来解决。电池封装设计的不同，将会影响这个问题，BMS一般不会关注这个问题，镍氢电池除外。

电池的绝缘电阻检测（System isolation in case of an accident）：严格意义上，这个应该算是划分至系统保护中的一项功能，监测整个电池包的绝缘强度。

电池单体内部短路和连接外部短路（Short circuit）：电池的短路将会引起很大的问题，这包括串联的module短路和内部的某个并联的电池短路，当然效果是一样的。

滥用（Abuse）：这个含义很广，需要进行单独的展开。

整体而言，电池的安全性的问题本质在于，它蕴含了大量的能量，必须在很短的时间内进行保护处理。

这里再次引用前面的一张图：

这张图的含义为：红色区域是电池永久损坏的区域，绿色区域是电池安全运行的区域，白色区域是必须要使用的安全余量。

根据这张图的含义，可采取几种方法来配置。

1. 热熔丝（Thermal Fuse）：这种熔丝可配置在电池内或者电池极柱连接出来的地方，属于永久性保护的不可恢复的保护手段，以一定的温度为阈值，当然这个阈值可能存在一定的偏差。（我从来没有写过熔丝方面的东西，在SJB智能接线盒设计中，这个是非常重要的，尽快补上）

2.热敏电阻（Thermistor）：一般集成在电池内部，通常使用PTC并且在前面的文章有涉及。它同时具备缓冲和监测的功能，既能直接对电池进行调整也能向外传达信息。

3.自恢复的保险丝（Resettable Fuse= PPTC (Polymeric Positive Temperature Coefficient)）

这种保险丝可以通过其等效电阻的自发热或者从环境的热量传导和对流两种不同的方式，可以应对过流和过热两种不同的情况（在图例上半边是应付过热，下半边是应付过流）。TYCO有着这项完整的技术，相应的成本也要比普通的熔丝高一些。

4.传统的熔丝

传统熔丝的缺点是相应比较慢，在电池的应用上有着绝对的风险。

5.电子装置

其实这是必备的一种，采用电子手段监测电流并且运用电子开关进行切断的方法。继电器和功率开关这是仅有的两项选择，前者控制起来不太容易价格也不低；后者在这么大的功率下成本很高，压降比较大，目前暂不可行。

注意：所有不同阳极材料和阴极材料，其特性有着较大的不同。使得控制的阈值和限制都仅仅对某一种材料有用，这使得开发BMS有着很大的分散性和跨学科的特性。

这篇文章写得有点散，关于保护其实有更多的需要展开的，不过得等到失效模式和失效原因介绍以后，可能理解起来更容易。采取的方法可能需要进一步喜欢，就当作一个阶段性的文章吧。(完)