電池管理系統(tǒng)中的熱失控
    電力系統(tǒng)的故障模式之一是熱失控，它通常與火災(zāi)危險相關(guān)。當(dāng) BMS 發(fā)生故障時，可能會因硬件故障或固件錯誤而發(fā)生熱失控。

    例如，平衡器中忘記的停止命令可能會繼續(xù)無限期地對電池過度放電。在這種情況下，即使檢測到問題并熔斷保險絲也不會停止電池放電。由于過度放電，這可能會導(dǎo)致電池中陽極和陰極之間的隔膜分解和穿孔，從而在新的充電嘗試后引發(fā)嚴(yán)重的內(nèi)部短路。

    圖 1. 由于過度放電而形成內(nèi)部銅短路。圖片由馮旭寧提供
    您可能想知道這樣的短路如何避免被發(fā)現(xiàn)。初始接觸可能具有足夠的電阻來保持電池電壓較高，但自放電電流非常高，因此外部電流傳感器或電壓監(jiān)視器無法檢測到。

    短路會導(dǎo)致電池發(fā)熱。如果達到 60°C 以上的臨界溫度，它就會爆裂并燃燒，加熱其鄰近的細胞并引發(fā)連鎖反應(yīng)。這就是熱失控，有可能造成災(zāi)難性的后果。

    故障緩解

    針對不可預(yù)見錯誤的一種解決方案是使用外部看門狗，以防 MCU 出現(xiàn)致命錯誤，如圖 3 所示。

    圖 3. 具有 MCU 看門狗實現(xiàn)的典型 BMS 框圖

    如果 MCU 沒有卡住但忘記了命令，則單元監(jiān)視器可以實現(xiàn)看門狗系統(tǒng)，如圖 4 所示。

    圖 4. 具有完整看門狗實現(xiàn)的 BMS 框圖
    或者，如果由于 EMC 問題或輻射而發(fā)生閂鎖，可以通過設(shè)計看門狗來消除閂鎖，使其可以發(fā)出電源周期而不僅僅是邏輯復(fù)位。這種架構(gòu)不太常見。
    緩解 BMS 故障的其他解決方案
    隨著能量密度和功率需求的增加，對電池的要求越來越高。因此，必須實現(xiàn)更的電量計，其中電池阻抗是關(guān)鍵部分。
    一種在運行時直接測量阻抗的簡單方法將非常有用。松下聲稱已經(jīng)實現(xiàn)了這樣一種方法 ，使用新的局部交流刺激技術(shù)來監(jiān)測電池電化學(xué)阻抗。還存在其他方法，但它們需要空載電壓基準(zhǔn)和校準(zhǔn)。
    另一項改進可能依賴于 FRAM 技術(shù)，該技術(shù)通常被 MCU 用作系統(tǒng) RAM。FRAM 在緩沖庫侖計數(shù)器樣本時會在電源周期后保留數(shù)據(jù)，這意味著在突然重置的情況下固件丟失有效數(shù)據(jù)的可能性較小。