主動(dòng)均衡技術(shù)主動(dòng)均衡又稱(chēng)非能量耗散式均衡,其原理在充電和放電循環(huán)期間,是將能量高的電芯內(nèi)的能量轉(zhuǎn)移到能量低的電芯中去,使得電池PACK內(nèi)的電荷得到重新分配,從而縮短充電時(shí)間,延長(zhǎng)放電使用時(shí)間。在適用場(chǎng)景上,主動(dòng)均衡更加適用于大容量、高串?dāng)?shù)的鋰電池組應(yīng)用。BMS被動(dòng)均衡技術(shù)先于主動(dòng)均衡在電動(dòng)市場(chǎng)中應(yīng)用,技術(shù)也較為成熟些。主動(dòng)均衡則較為復(fù)雜,變壓器方案的設(shè)計(jì)以及開(kāi)關(guān)矩陣的設(shè)計(jì)無(wú)疑會(huì)使成本明顯增加。但主動(dòng)均衡相比采用能量傳遞分配的原則,能量利用率相比被動(dòng)均衡更高。在實(shí)際應(yīng)用中,主動(dòng)均衡技術(shù)也被普遍認(rèn)為更為高效和合理。例如,科列自主研發(fā)的雙向DC-DC主動(dòng)均衡芯片,它采用了先進(jìn)的智能算法,能夠快速有效地補(bǔ)償電池組產(chǎn)生的差異,確保電池一致性,延長(zhǎng)電池組的使用壽命和平均無(wú)故障時(shí)間。智慧動(dòng)鋰電子是一家集鋰電池安全管理硬件、軟件及BMS系統(tǒng)方案于一體的綜合服務(wù)商。保護(hù)板是BMS的硬件基礎(chǔ),負(fù)責(zé)基礎(chǔ)保護(hù);BMS包含軟件算法,額外管理均衡、通信、狀態(tài)估算等功能。家庭儲(chǔ)能鋰電池保護(hù)板效果
目前BMS架構(gòu)主要分為集中式架構(gòu)和分布式架構(gòu)。集中式BMS將所有電芯統(tǒng)一用一個(gè)BMS硬件采集,適用于電芯少的場(chǎng)景。集中式BMS具有成本低、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高的優(yōu)點(diǎn),一般常見(jiàn)于容量低、總壓低、電池系統(tǒng)體積小的場(chǎng)景中,如電動(dòng)工具、機(jī)器人(搬運(yùn)機(jī)器人、助力機(jī)器人)、IOT智能家居(掃地機(jī)器人、電動(dòng)吸塵器)、電動(dòng)叉車(chē)、電動(dòng)低速車(chē)(電動(dòng)自行車(chē)、電動(dòng)摩托、電動(dòng)觀光車(chē)、電動(dòng)巡邏車(chē)、電動(dòng)高爾夫球車(chē)等)、輕混合動(dòng)力汽車(chē)。目前行業(yè)內(nèi)分布式BMS的各種術(shù)語(yǔ)五花八門(mén),不同的公司,有不同的叫法。動(dòng)力電池BMS大多是主從兩層架構(gòu)。儲(chǔ)能BMS則因?yàn)殡姵亟M規(guī)模較大,多數(shù)都是三層架構(gòu),除了從控、主控之外,還有一層總控。智慧動(dòng)鋰電子是一家集鋰電池安全管理硬件、軟件及BMS系統(tǒng)方案于一體的綜合服務(wù)商。便攜式戶(hù)外電源鋰電池保護(hù)板工作原理鋰電池化學(xué)特性活躍,無(wú)保護(hù)易引發(fā)熱失控、燃爆或完全損壞。
BMS保護(hù)板的SOX算法估算方法。SOX包括SOC、SOE和SOP。SOC估計(jì)方法傳統(tǒng)方法:安時(shí)積分法、開(kāi)路電壓法基于電池模型的方法:卡爾曼濾波法、粒子濾波算法神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法:神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法。SOP算法:根據(jù)電池的SOC和溫度,查表確定持續(xù)充放電最大功率瞬時(shí)充放電最大功率。電芯的去極化速度,決定當(dāng)前最大功率使用的頻率。當(dāng)SEI膜表面的Li離子堆積速度大于負(fù)極的吸收速度時(shí)候,就會(huì)發(fā)生電壓下降,最大功率無(wú)法維持。因此,SOP的計(jì)算難點(diǎn)是峰值功率與持續(xù)功率如何過(guò)度?SOH算法:兩點(diǎn)法計(jì)算SOH根據(jù)OCV-SOC曲線(xiàn)確定兩個(gè)準(zhǔn)確的SOC值,并安時(shí)累積計(jì)算這兩個(gè)SOC之間的累積充入或放出電量,然后計(jì)算出電池的容量,從而得到SOH。算法有一定難度,需要大量的數(shù)據(jù)和模型,才能較準(zhǔn)確的估算。
鋰電池保護(hù)板在實(shí)際應(yīng)用中需根據(jù)不同場(chǎng)景的需求進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì),其功能擴(kuò)展性和可靠性直接決定了電池系統(tǒng)的安全性與效率。在消費(fèi)電子領(lǐng)域,如手機(jī)、充電寶和無(wú)人機(jī)等設(shè)備中,保護(hù)板高度集成化,通常采用單節(jié)或少量串聯(lián)方案(1S~2S),以DW01+8205A組合芯片為中心,兼顧微小體積與基礎(chǔ)防護(hù)功能。這類(lèi)保護(hù)板需應(yīng)對(duì)快充帶來(lái)的瞬時(shí)電流沖擊(如20W快充),通過(guò)優(yōu)化采樣電阻精度避免誤觸發(fā),同時(shí)采用貼片式封裝與軟包電池直接貼合,較大限度節(jié)省空間。然而,消費(fèi)電子產(chǎn)品的極限輕薄化設(shè)計(jì)也帶來(lái)挑戰(zhàn),例如散熱能力受限可能導(dǎo)致持續(xù)高負(fù)載下的保護(hù)板溫升,需通過(guò)材料優(yōu)化(如高導(dǎo)熱基板)平衡性能與體積??刂菩酒OS管、電阻電容,用于監(jiān)測(cè)電壓/電流并執(zhí)行保護(hù)動(dòng)作。
按照拓?fù)浞诸?lèi),BMS可以分為集中式BMS、模塊式BMS、主從式BMS、分布式BMS等。1、集中式BMS是將整個(gè)BMS封裝在一個(gè)裝置內(nèi),優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、成本低、維護(hù)簡(jiǎn)單,缺點(diǎn)是擴(kuò)展性差、安全隱患大。2、模塊式BMS是將BMS分成多個(gè)相同的子模塊,每個(gè)模塊負(fù)責(zé)一部分電池的監(jiān)控和管理,優(yōu)點(diǎn)是線(xiàn)束距離短、易于擴(kuò)展,缺點(diǎn)是需要額外的導(dǎo)線(xiàn)、成本較高。3、主從式BMS是將BMS分成主控單元和從控單元,主控單元負(fù)責(zé)計(jì)算、預(yù)測(cè)、決策、通信等功能,從控單元負(fù)責(zé)測(cè)量電池的狀態(tài),優(yōu)點(diǎn)是功能分明、成本較低,缺點(diǎn)是通信速度受限。4、分布式BMS是將BMS分成多個(gè)不同的模塊,如從控單元、高壓管理單元、電池狀態(tài)指示單元等,每個(gè)模塊負(fù)責(zé)一部分功能,并通過(guò)總線(xiàn)與主控單元通信,優(yōu)點(diǎn)是可靠性高、支持大容量電池系統(tǒng),缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高。鋰電池保護(hù)板的工作原理是什么?鉛酸改鋰電池保護(hù)板管理系統(tǒng)平臺(tái)
協(xié)調(diào)各電芯充放電一致性,防止單體過(guò)充/過(guò)放,延長(zhǎng)整體壽命。家庭儲(chǔ)能鋰電池保護(hù)板效果
成品鋰電池的組成主要有兩大部分,鋰電池電芯和保護(hù)板,鋰電池電芯主要由正極板、隔膜、負(fù)極板、電解液組成;正極板、隔膜、負(fù)極板纏繞或?qū)盈B,包裝,灌注電解液,封裝后即制成電芯。但鋰電池保護(hù)板的作用很多人都不知道,鋰電池保護(hù)板,顧名思義就是保護(hù)鋰電池用的,鋰電池保護(hù)板的作用是保護(hù)電池不過(guò)放、不過(guò)充、不過(guò)流,還有就是輸出短路保護(hù)。鋰電池在使用過(guò)程中,過(guò)充電、過(guò)放電和過(guò)電流都會(huì)影響電池使用壽命和性能,嚴(yán)重者會(huì)導(dǎo)致鋰電池燃燒,現(xiàn)已出現(xiàn)手機(jī)鋰電池燃燒致人傷亡的案例,經(jīng)常出現(xiàn)IT和手機(jī)廠(chǎng)家召回鋰電池產(chǎn)品的事件。所以每塊鋰電池都要安裝一塊安全保護(hù)板,由一顆控制IC和若干個(gè)外部元件組成,通過(guò)保護(hù)環(huán)路有效監(jiān)測(cè)并防止對(duì)電池產(chǎn)生損害,防止過(guò)充、過(guò)放和短路造成的燃燒等危險(xiǎn)。由于每個(gè)中都要安裝一片電池保護(hù)IC,鋰電池保護(hù)IC市場(chǎng)大得驚人,每年有幾十億美元的市場(chǎng),市場(chǎng)前景非常廣闊。家庭儲(chǔ)能鋰電池保護(hù)板效果