BMS的均衡管理功能在電池組的運行中扮演著至關(guān)重要的角色。在電池組實際充放電進程里,由于電池單體在制造工藝上的細微差別,以及內(nèi)阻、自放電率等固有特性的不同,各單體電池的電壓、荷電狀態(tài)(SOC)等參數(shù)會逐漸產(chǎn)生不一致的狀況。而均衡管理功能的中心作用,便是借助特定手段促使電池組內(nèi)各個單體電池的電壓、SOC等參數(shù)盡可能趨向一致,規(guī)避因個別電池過充或過放而對整個電池組性能與壽命造成不良影響。集中式BMS:將所有電池單體的監(jiān)測和管理功能集中在一塊主控板上,適用于電池數(shù)量較少、系統(tǒng)規(guī)模較小的場合,如電動工具、智能家居、電動自行車等。分布式BMS:把電池單體的監(jiān)測和管理功能分散到多個從控板上,主控板負責協(xié)調(diào)和管理,適用于電池數(shù)量較多、系統(tǒng)規(guī)模較大的場合,如電動汽車、儲能系統(tǒng)等。BMS如何保障電池安全?標準BMS管理系統(tǒng)云平臺開發(fā)
充電管理芯片根據(jù)工作模式可分為開關(guān)模式、線性模式和開關(guān)電容模式。開關(guān)模式效率高,適用于大電流應用,且應用較靈活,可根據(jù)需要設(shè)計為降壓、升壓或升降壓架構(gòu),常用的快充方案通常都是開關(guān)模式。線性模式適用于小功率便攜電子產(chǎn)品,對充電電流、效率要求不高,通常不高于1A,但對體積、成本則有較高要求。開關(guān)電容模式可以做到高達97%以上的轉(zhuǎn)化率,但由于架構(gòu)的原因,其輸出電壓與輸入電壓通常成一個固定的比例關(guān)系,實際應用中通常會與開關(guān)型充電管理芯片配合使用。作為新能源時代的中心術(shù)載體,電池管理系統(tǒng)(BMS)通過持續(xù)迭代與功能整合,已從單一保護模塊發(fā)展為集感知、預測于一體的智能管理平臺。本文以技術(shù)融合視角,系統(tǒng)闡述BMS的技術(shù)架構(gòu)、功能演進及跨領(lǐng)域應用,展現(xiàn)其從"被動防護"到"主動智控"的成長路徑。 鋰電池BMS方案開發(fā)主要功能包括電池狀態(tài)監(jiān)測(電壓/溫度/電流)、充放電控制、均衡管理、故障保護和通信交互。
鋰電池的存放過程中存在一定的危險,需要我們重視并采取及時的安全管理措施。首先,鋰電池的化學性質(zhì)決定了它在受到外部損傷或過度充電時可能發(fā)生起爆。因此,存放鋰電池的環(huán)境應該保持通風良好,遠離火源和高溫場所,避免在潮濕環(huán)境中存放。其次,對于長時間不使用的電池,應該采取適當措施進行儲存,例如保持適當?shù)碾姾蔂顟B(tài),并定期檢查電池的狀態(tài)。在鋰電池的充電過程中也存在一定的危險。使用不合格的充電設(shè)備或混用充電器可能導致電池過熱或充電不均衡,增加了電池發(fā)生危險的可能性。因此,建議使用原廠配套的充電設(shè)備,并遵循廠家的充電建議,避免過度充電或過度放電。除了個體用戶應該注意安全管理外,對于大規(guī)模使用鋰電池的場所,例如儲能系統(tǒng)或電動車充電站,更需要建立完善的安全管理制度。這包括定期檢查設(shè)備狀態(tài),配備專門人員進行監(jiān)管和維護,制定應急預案并進行安全演練,以及提供必要的消防設(shè)備和應急救援措施。總的來說,鋰電池作為一種高能量密度的電源,在我們生活中發(fā)揮著重要的作用,但其安全也需要我們高度重視。通過合理的存放、充電和管理措施,我們可以較大程度地減少鋰電池存放過程中可能發(fā)生的安全問題,確保使用過程中的安全性和穩(wěn)定性。
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BMS硬件采集,適用于電芯少的場景。集中式BMS具有成本低、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高的作用,一般常見于容量低、總壓低、電池系統(tǒng)體積小的場景中,如電動工具、機器人(搬運機器人、助力機器人)、IOT智能家居(掃地機器人、電動吸塵器)、電動叉車、電動低速車(電動自行車、電動摩托、電動觀光車、電動巡邏車、電動高爾夫球車等)、輕混合動力汽車。目前行業(yè)內(nèi)分布式BMS的各種術(shù)語五花八門,不同的公司,不同的叫法。動力電池BMS大多是主從兩層架構(gòu)。儲能BMS則因為電池組規(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。從智能手機到太空探索,BMS正在重新定義能源使用方式。隨著固態(tài)電池、鈉離子電池等新技術(shù)的落地,下一代BMS將成為實現(xiàn)“零碳社會”的中心支點,推動人類向更高速、更可持續(xù)的能源未來邁進。 BMS與能源互聯(lián)網(wǎng)的融合?
BMS保護板分為分口與同口保護板。保護板為了實現(xiàn)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(nèi)部,電池的主回路是要經(jīng)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(guān),分別作用于充電和放電回路。在同口保護板中,這兩個開關(guān)串在一條線上,接到電池包外部,充電和放電都經(jīng)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(guān)和放電開關(guān),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(guān)串到一條線上,那么兩個開關(guān)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(guān)。這里說的開關(guān),其實就是MOSFET,是鋰電保護板的主要成本,而且國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品技術(shù)受限,重點部件需要進口。 BMS的“主動均衡”是什么?怎樣BMS智能云平臺
未來BMS的發(fā)展趨勢如何?標準BMS管理系統(tǒng)云平臺開發(fā)
目前該技術(shù)已經(jīng)被廣泛應用于各種電動車、儲能、充換電柜、電動工具、特種車輛、船舶等領(lǐng)域。2020年,我司榮獲廣東省專精特新企業(yè),榮獲工信部“專精特新‘小巨人’企業(yè)”稱號。所謂專精特新企業(yè),是指具有“精細化、特色化、新穎化”特征的企業(yè)。智慧動鋰電子擁有博士、研究生等不同層次的優(yōu)秀人才80多人,并和高校合作在產(chǎn)學研方面進行深度融合,比如中科院深圳技術(shù)研究院等,目前已擁有各項35項及較多軟件著作權(quán)。下一步智慧動鋰電子將繼續(xù)和高校、科研機構(gòu)等加強合作,成立省級工程技術(shù)中心,校企聯(lián)合實驗室,推動產(chǎn)學研深入融合,圍繞安全發(fā)展形成聚合效應,進一步突破關(guān)鍵技術(shù)。BMS技術(shù)向無線化、AI驅(qū)動和平臺集成方向發(fā)展。無線BMS減少了傳統(tǒng)布線,減少了90%線束和15%電池包體積,提升了續(xù)航和維修性。AI算法基于機器學習優(yōu)化SOC/SOH預測,減少了故障。800V平臺支持充電和熱管理。云端BMS通過云端分析實時優(yōu)化電池性能。例如,路特斯與AnalogDevices合作,采用無線BMS(ADBMS6815芯片),實現(xiàn)輕量化設(shè)計,電池包重量降低10%,續(xù)航提升5%。標準BMS管理系統(tǒng)云平臺開發(fā)