随着世界越来越依赖锂离子电池驱动的技术，对更高效、更强大的电池组的需求也在不断增加。 串并联锂离子电池组模组设计方案吸引了锂电池组工程师和业界的关注。 适用于各种应用的电池组设计行业。
为什么更多的产品经理更喜欢设计并联、串联、串并联电池组？
2023 年，更多人选择并联、串联和串并联锂离子电池组设计，主要原因有两个：
1）超过100瓦时（Wh）的电池不能带上飞机，因此并联、串联、串并联电池组更加优化。
2）并联、串联、串并联电池组设计，更换方便、便携、配置灵活，适合大型户外设备等特殊应用。
什么是并联、串联和串并联锂离子电池组？
并联电池组设计将各个电池单元并联形成，以增加电池组容量。 并联电池连接通常用于需要大电流输出的应用。 以并联形式连接电池的优点包括能够增加容量和放电电流。 然而，这种设计需要开发电池管理系统（BMS）的重要技术。
A系列电池组设计另一方面，将电池组首尾相连，以提高电池组的电压。 串联充电电池组的核心优点是电压较高，缺点是与并联电池组相比容量和放电电流较低。
串并联电池组设计结合了并联和串联电池组的特点。 这种类型的电池组可以提高电压和容量以及更高的放电电流输出。 并串联电池连接的主要缺点是成本增加。
模块化与中央电池管理系统 (BMS)：哪个更适合您的电池组设计？
在设计电池管理系统（BMS）时，工程师必须确保电池单元保持良好的循环和工作温度平衡。 电池单元需要在整个放电和充电周期中保持相同的充电状态 (SOC)。 在 CM Batteries，我们的首席技术官利用计算和模拟来设计系统，确保电池组安全并延长电池的生命周期和可靠性。
CM Batteries 提供以下 BMS 设计选项：
如图 1 所示，模块化 BMS 分为许多相同的子模块，每个子模块都有连接面板不同部分的电线，以监控电池的每个特定区域。 其中一个BMS模块被指定为“主控”，负责管理整个电池组的调度以及与外界的通信。 “从”BMS通过通信总线与“主”BMS进行通信，但它们最终具有相同的功能。
优点：
集中式BMS的小型化：具有多级联的特点，具有集中式BMS的大部分优点，包括易维护、成本低等。
更小的单模组尺寸：子模组到单电池的线材较短，可以靠近电池放置，避免因线材过长带来的隐患和错误。
易于扩展：可添加更多子模块实现扩展。
缺点：
比集中式BMS需要更多的电线：模块化BMS不仅需要连接到电池组，而且每个模块之间还需要连接电线。
成本较高：虽然每个模块的功能相同，但并不是所有的功能都会用到，造成浪费，特别是考虑到从模块用处不大。
因为我们认为这种设计效率不是特别高，所以 CM Batteries 提供了这种 BMS 设计的改进版本，如图 2 所示。
在本设计中，我们根据主从模块的不同功能，将从模块分开，去掉从模块不使用的功能，从而可以显着降低成本。
主BMS负责相对较多的功能，如计算、预测、决策、通信等。从模块仅负责测量。 这种设计继承了模块化结构的大部分优点，同时也降低了扩展成本。
还有一种分布式 BMS 设计解决方案，具有连接可靠性高、无需超长电缆以及电池和测量电路紧密集成的特点，有助于减少干扰和错误。 这种模式比较安全。 然而，由于成本高且工艺复杂，这并不是许多客户选择的设计。
并联、串联和串并联电池组设计选项在电池组解决方案中变得越来越流行，特别是对于户外设备应用。 由于机上电池最大电流容量的限制以及这些设计提供的便利性和灵活性，预计到 2023 年会有更多人选择并联、串联和串并联电池组解决方案。 每种型号都有其优点和缺点，仔细的电池管理系统 (BMS) 设计对于确保每种电池的安全运行、可靠性和延长使用寿命至关重要。 模块化BMS设计方案可满足不同需求并降低成本，工程师可以帮助您做到这一点。