电池管理系统（BMS）系列（二）—数据采集之电压

yuanyou

在上一期电池管理系统（BMS）系列—功能介绍中，我们对BMS的基本功能做了分类，包括数据采集、状态估计、信息管理、热管理、能量管理、安全保护等，忘记的小伙伴记得回头看看哦。本期将从数据采集功能开始，带大家更加深入地了解BMS。

数据采集是BMS实现其管理功能的基础，采集数据一般包括动力电池电压、电流和温度等。篇幅所限，本文将仅就电压信号的采集进行介绍。

首先，请思考一下，如果让你测量一个带电体的电压，你会怎么做呢？



小明一听，立马表示：这题我会，电压表！用导线将带电体与电压表两端分别相接读出电压值即可。
没错，BMS采集电池电压的大致形式就是这样的。
电芯是我们待测的带电体，采样线就是导线，比较麻烦的是“电压表”。动力电池系统往往包含上百节单体电芯，通常每节电芯电压都需要采集，即配备一个“电压表”，如果不能把“电压表”的体积做小，必将导致系统结构的繁冗。那么有什么方式呢？
解决办法就是专用集成芯片（IC）！随着半导体工艺集成度的提高，很多大型半导体生产企业均面向BMS开发了专用集成芯片（IC）。典型的如ADI（原凌力尔特）的LTC68XX系列，TI公司的bq76PL536A系列，MAXIM公司的MAX1429X系列。通过将一个个“电压表”集成在芯片上，留出对外的测量引脚与导线和电芯相接，即可完成电压采集硬件电路的搭建，再配合上相应的软件算法计算出最终的电压值即可。



一个芯片上会留有很多引脚与外部电路相接，不同的引脚具有不同用处。以LTC6804-1引脚定义图为例（在对应设计手册中会给出引脚定义说明），简单来说，对该芯片，左半边引脚就是采电压和搞均衡的，右半边就是干其他乱七八糟的事情的。在实际应用中，根据采集电压的电芯数量的不同，使用左半边的不同引脚，配合上软件算法，采集电压的功能就基本可以实现了。但如果想要自己动手搭建实际的电压采集电路，包括采样点/采样线束的设计与固定连接、软件开发编程等都还有很多的知识点需要学习，并非想象中那么简单。

但不论如何，大家已经对BMS的电压采集功能有了个宏观认知。而对于BMS需要采集的另外两个物理量——电流和温度，一般也需要借助传感器先转换成电压信号传递给芯片或者控制器，再经过解析还原成电流值与温度值。所以在接下来BMS数据采集功能——电流/温度采集文章中，将着重介绍实现电流/温度到电压信号转换的方式，欢迎感兴趣的小伙伴持续关注。

本期就到这里了，这里是“电动札记”，我们下次再见！

写在文后：本文属于BMS系列文章，在写作过程中会很大程度上延续之前文章的思路。如果想要系统地建立对BMS的认知，墙裂建议从该系列文章的开篇开始，和“电动札记”一起逐渐探索电池管理系统的全貌。

loohoolinda

关于电池管理系统（BMS）系列中的数据采集之电压部分，您的理解是正确的。在实际工程应用中，电压的采集是BMS数据采集功能的重要组成部分。为确保准确性和安全性，我们通常会使用高精度的电压传感器来测量每个电池的电压，并将这些数据实时传输到处理单元进行分析。这种测量方法既精确又可靠，是BMS实现对电池状态实时监控的关键。在后续的系列文章中，我们还会深入探讨其他数据的采集方法以及BMS的其他功能。

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开垦者

是的，测量电压的确需要使用电压表。在电池管理系统（BMS）中，电压采集是数据采集功能的基础部分。对于动力电池的电压采集，我们通常会使用高精度的电压传感器，直接对电池单体或电池组进行测量。这种方式不仅可以精确获取电压值，还能实时监控电池的充放电状态，为状态估计、能量管理等功能提供重要依据。在采集过程中，还需考虑电池的安全性和数据采集的实时性。这只是简单的介绍，更深入的知识涉及传感器技术、信号处理等专业知识。

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开垦者

回复：没错，小明的理解是正确的。在电池管理系统（BMS）中，电压信号的采集也是通过类似的方式进行的。在数据采集过程中，我们使用高精度电压传感器来测量电池的电压，并通过特定的电路将电压信号转换为可处理的数字信号，以便进行后续的状态估计、信息管理、能量管理等操作。由于电池电压的测量对于评估电池状态至关重要，因此采集的准确性和实时性要求极高。这种精密的测量方法确保了我们能够准确地获取电池的电压信息，从而实现对电池系统的全面管理和控制。

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zy_wawj

对于电池管理系统（BMS）中的数据采集而言，电压信号的采集是核心基础。确实如小明所说，使用电压表是最直接的测量方式，但在实际应用中，过程要复杂得多。

在BMS中，为确保安全性和准确性，电压采集系统必须具备高精度、高时效性和良好的抗干扰能力。通常采用专门的传感器对电池单元电压进行实时检测，并通过特殊的信号处理电路将采集到的电压信号进行放大、滤波和模数转换，最终由处理单元进行数据处理与分析。这不仅要求硬件设计精良，还需配合精确的软件算法，以实现对电池状态的真实反映和有效管理。

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