BMS,即電池管理系統(tǒng)(BatteryManagementSystem),在各類使用電池的設備中扮演著極為關鍵的角色,堪稱電池的“智慧管家”。它主要針對二次電池進行管理,是電池與用戶之間的重要紐帶,廣泛應用于電動汽車、電瓶車、機器人、無人機以及儲能系統(tǒng)等諸多領域。從功能層面來看,BMS具有多項中心功能。其一為準確估測SOC(荷電狀態(tài)),即精細計算電池的剩余電量。這一功能至關重要,它確保SOC始終處于合理區(qū)間,防止電池因過充電或過放電而遭受損傷,同時能實時向用戶反饋電池的剩余能量情況。比如在電動汽車中,駕駛者可通過車輛儀表盤直觀了解剩余電量,從而合理規(guī)劃行程。其二是動態(tài)監(jiān)測功能。在電池充放電過程中,BMS會實時采集關鍵數(shù)據(jù),如電動汽車蓄電池組中每塊電池的端電壓、溫度、充放電電流以及電池包總電壓等。通過持續(xù)監(jiān)測這些參數(shù),及時察覺電池是否存在過充或過放跡象,保證電池安全。一旦發(fā)現(xiàn)某塊電池出現(xiàn)異常,能迅速將其識別出來,確保整組電池運行的可靠性。與此同時,BMS還會為每塊電池建立詳盡的使用歷史檔案,這些數(shù)據(jù)為后續(xù)優(yōu)化電池、充電器以及電動機等提供了寶貴資料,也為離線分析系統(tǒng)故障奠定了基礎。在實際操作中。 儲能BMS主動均衡和被動均衡的區(qū)別主要有能量的方式、啟動均衡條件、均衡電流、成本等幾個方面。浙江新型BMS
BMS管理哪些東西?與BMS相關的幾大塊,電壓、電流、溫度、均衡,信息等,BMS保護板通過采集電壓、電流、溫度等信息,評估BMS當前狀態(tài)。BMS首先對電池包進行信息采集,包括電壓,電流,溫度三個維度的信息提取。其次,BMS對電池包的SOX算法進行估算。然后BMS會對電池包進行安全診斷,包括過流,過壓,欠壓,高溫,低溫,斷路的保護。再次是對電池包的能量進行管理,一般分為被動管理和主動管理兩種類型。還會對電池包進行信息的管理,包含數(shù)據(jù)的整車交互以及日志的存儲。BMS是動力鋰電池組的中心操作單元,它能實時采集單體電池的電壓、電流、溫度等數(shù)據(jù),通過均衡算法調節(jié)各電芯的充放電狀態(tài),避免因電芯不一致性導致的容量衰減或安全。 電動摩托車BMS方案開發(fā)電池組續(xù)航明顯下降或充電異常(如充不滿、充放電時突然斷電)。
BMS保護板分為分口與同口保護板。保護板為了現(xiàn)實保護電池的功能,必須要能夠主動切斷電池主回路。因此,在電池包內部,電池的主回路是要經過保護板的。為了對充電和放電都能進行操作,保護板必須具有兩個開關,分別作用于充電和放電回路(姑且這么理解)。在同口保護板中,這兩個開關串在一條線上,接到電池包外部,充電和放電都經過此線。而在分口保護板中,電池分出兩根線,分別接充電開關和放電開關,再接到電池外部。之所以會出現(xiàn)同口和分口保護板,是為了降低成本:一般電動車鋰電池包的充電電流要比放電電流小,如果兩個開關串到一條線上,那么兩個開關就得照著大的買。而分口的話,充電電流小,就可以用一個更小的開關。這里說的開關,其實就是MOSFET,是鋰電保護板的主要成本,而且國內相關產品技術受限,重點部件需要進口。
SOC的重要性是防止電池損壞:通過將SOC保持在20%至80%之間,電動汽車BMS可防止電池過度磨損,延長SOH、容量和運行壽命。BMS還依靠準確的SOC讀數(shù)來降低電池單元因完全充電和深度放電而受損的危險。性能優(yōu)化:電動汽車電池在特定的SOC范圍內運行時可實現(xiàn)較好性能。盡管根據(jù)電池化學成分和設計的不同,這些范圍也會有所不同,但大多數(shù)電動汽車電池都能在20%至80%SOC范圍內實現(xiàn)電力傳輸和強勁的加速性能。估算行駛里程:SOC直接影響電動汽車的行駛里程,這對安全的行程規(guī)劃至關重要。優(yōu)化能效:精確的SOC測量可較大限度地減少能源浪費,同時較大限度地利用再生制動延長行駛里程。確保充電安全:BMS利用SOC讀數(shù)來調節(jié)電動汽車電池的充電速率,采用涓流充電及受控充電等技術來保護電池壽命。 BMS通過傳感器實時監(jiān)測電池的電壓、電流、溫度等參數(shù),確保電池在安全范圍內工作。
電池保護板的自身參數(shù),比如自耗電分為工作自耗電和靜態(tài)(睡眠)自耗電,保護板自耗電的電流一般是ua級別。工作自耗電電流較大,主要為保護芯片、mos驅動等消耗。保護板的自耗電太大會過多消耗電池電量,如果長時間擱置的電池,保護板自耗電可能導致電池虧電。自耗電和內阻等,他們不起保護作用,但是對電池的性能是有影響的。保護板的主回路內阻也是一個很重要的參數(shù),保護板的主回路內阻主要來源于pcb板上鋪設阻值,mos的阻值(主要)和分流電阻的阻值。在保護板進行充放電時,特別是mos部分,會產生大量的熱,因此一般保護板的mos上都需要貼一大塊的鋁片用于導熱和散熱。除了這些基本功能以外,保護板還有各種各樣的附加功能(如均衡),特別是帶軟件的保護板,功能更是異常豐富,比如藍牙、wifi、GPS、串口、CAN等應有盡有,再高階一點,就成了電池管理系統(tǒng)了(BMS)。 通過實時監(jiān)測和保護電池,避免電池過充、過放等問題,BMS系統(tǒng)保護板能夠延長電池的使用壽命。儲能BMS電池管理系統(tǒng)效果
BMS向高精度監(jiān)測、AI智能預測、云端協(xié)同管理和多類型電池兼容(如固態(tài)電池)方向發(fā)展。浙江新型BMS
電池管理系統(tǒng)(BMS)的均衡技術主要分為被動均衡和主動均衡兩大類,用于解決電池組內單體性能差異問題。被動均衡屬于能量耗散型,當檢測到某單體電壓過高時,通過導通開關管讓并聯(lián)電阻消耗其多余電量,直至與其他單體電壓一致。其優(yōu)勢是結構簡單、成本低、可靠性高,適合消費電子、低速電動車等中小容量電池組,但能量以熱能浪費,效率低且均衡速度慢,適用于小電流場景。主動均衡則是能量轉移型,通過不同介質實現(xiàn)電量調配,具體包括電容式、電感式、變壓器式和 DC/DC 變換器式等。電容式利用電容在高低壓單體間切換傳遞能量,響應快但單次轉移量少;電感式通過電感充放電轉移能量,效率 70%-80%,但體積較大且有電磁干擾;變壓器式借助多繞組變壓器實現(xiàn)多單體同時均衡,效率 80%-90%,不過設計復雜、成本高;DC/DC 變換器式通過雙向通道將高電壓單體能量轉移到總線再分配,效率超 90%,適合電動汽車等場景,但電路算法復雜??傮w而言,被動均衡因低成本適用于簡單場景,而主動均衡尤其是結合智能策略的方案,正逐步成為主流,能動態(tài)調整均衡強度,提升電池組壽命,廣泛應用于大容量、高要求的設備中。浙江新型BMS