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BMS是鋰離子電池組的控制中心,電芯(組)進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)控、指揮及協(xié)調(diào)。從構(gòu)成上看,電池管理系統(tǒng)包括電池管理芯片(BMIC)、模擬前端(AFE)、嵌入式微處理器,以及嵌入式軟件等部分。BMS根據(jù)實(shí)時(shí)采集的電芯狀態(tài)數(shù)據(jù),通過(guò)特定算法來(lái)實(shí)現(xiàn)電池組的電壓保護(hù)、溫度保護(hù)、短路保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、絕緣保護(hù)等功能,并實(shí)現(xiàn)電芯間的電壓平衡管理和對(duì)外數(shù)據(jù)通訊。電池管理芯片是電源管理芯片的重要細(xì)分領(lǐng)域,包括充電管理芯片、電池計(jì)量芯片和電池安全芯片。充電管理芯片可將外部電源轉(zhuǎn)換為適合電芯的充電電壓和電流,并在充電過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電芯的充電狀態(tài),調(diào)整控制充電電壓、電流,確保對(duì)電芯進(jìn)行安全、高效的充電。根據(jù)鋰電池的特性,充電管理芯片自動(dòng)進(jìn)行預(yù)充、恒流充電、恒壓充電,有效控制充電各個(gè)階段的充電狀態(tài)。鋰電池保護(hù)板也可以按照串?dāng)?shù)和持續(xù)放電電流大小來(lái)分。海南戶外電源鋰電池保護(hù)板
在多串電池組(如電動(dòng)車(chē)用12串鋰電池)中,電芯一致性差異會(huì)影響整體性能,因此保護(hù)板需配備均衡功能。被動(dòng)均衡通過(guò)并聯(lián)電阻對(duì)電芯放電,成本低但能量效率只約60%;主動(dòng)均衡則利用電感或電容將能量從電芯轉(zhuǎn)移至低壓電芯,效率可達(dá)85%以上,但電路復(fù)雜度大幅增加。保護(hù)板還集成溫度傳感器(NTC/PTC),當(dāng)環(huán)境溫度超過(guò)-20°C至60°C的安全范圍時(shí)觸發(fā)保護(hù),尤其適用于高倍率充放電場(chǎng)景(如無(wú)人機(jī)電池)。此外,智能保護(hù)板支持UART、I2C等通信協(xié)議,可與外部設(shè)備交互數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)電量顯示、故障診斷甚至遠(yuǎn)程監(jiān)控,例如在儲(chǔ)能系統(tǒng)中實(shí)時(shí)上傳電池作用狀態(tài)(SOH)。選型時(shí)需重點(diǎn)匹配電池類(lèi)型(三元鋰/磷酸鐵鋰)、串?dāng)?shù)及比較大持續(xù)電流。例如電動(dòng)工具電池需支持20A以上持續(xù)放電,而儲(chǔ)能系統(tǒng)則對(duì)均衡精度要求更高(±10mV)。實(shí)際應(yīng)用中常見(jiàn)問(wèn)題包括保護(hù)鎖死后需通過(guò)充電喚醒、MOSFET擊穿導(dǎo)致功能失效等,需用萬(wàn)用表檢測(cè)開(kāi)關(guān)管通斷狀態(tài)。隨著技術(shù)發(fā)展,新型保護(hù)板開(kāi)始集成AI算法預(yù)測(cè)電池壽命,并采用碳化硅(SiC)MOSFET提升高溫耐受性,未來(lái)將在新能源汽車(chē)和智能電網(wǎng)中發(fā)揮更關(guān)鍵作用。電動(dòng)自行車(chē)鋰電池保護(hù)板批發(fā)價(jià)格BMS 未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)如何?
BMS硬件保護(hù)板的主要功能包括幾個(gè)方面:一,能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電池的關(guān)鍵參數(shù),包括電壓、電流和溫度;第二,提供過(guò)壓和欠壓保護(hù),及時(shí)防止電池在充電或放電過(guò)程中超出安全電壓范圍;第三,支持過(guò)流保護(hù)以防止電池在充電或放電過(guò)程中產(chǎn)生超過(guò)額定值的電流;第四,持續(xù)監(jiān)測(cè)電池溫度,及時(shí)阻止過(guò)熱現(xiàn)象的發(fā)生;第五,在充電階段通過(guò)平衡電池單體電壓,以提高整體電池的使用壽命。BMS軟件保護(hù)板的主要功能則包括以下方面:一,通過(guò)嵌入式算法實(shí)現(xiàn)電池狀態(tài)的估計(jì)和操控,以確保良好性能;第二,支持與其他系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,例如與電動(dòng)車(chē)系統(tǒng)之間的信息傳遞;第三,允許用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)電池的實(shí)時(shí)狀態(tài),提高監(jiān)管的便捷性;第四,積極收集、存儲(chǔ)電池運(yùn)行數(shù)據(jù),并提供分析工具,以便用戶更好地了解電池性能并作出相應(yīng)決策。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。
鋰電池是否可以省略保護(hù)板的使用?這一問(wèn)題引發(fā)了不少討論。保護(hù)板的設(shè)計(jì)初衷是為了電池的安全,防止過(guò)充、過(guò)放以及短路等潛在危險(xiǎn)。然而,磷酸鐵鋰電池的出現(xiàn)使得一些人提出了不同的看法,認(rèn)為這種電池類(lèi)型具有足夠的穩(wěn)定性,因此可能無(wú)需額外的保護(hù)板。但我們需要明確的是,鋰電池保護(hù)板的功能并不僅限于防止過(guò)充和過(guò)放。鋰電池保護(hù)板實(shí)際上是一個(gè)充放電的保護(hù)系統(tǒng),特別是對(duì)于串聯(lián)的電池組而言。它能夠確保電池組中每個(gè)單體電池之間的電壓差保持在一個(gè)設(shè)定的安全范圍內(nèi),從而實(shí)現(xiàn)更為均勻的充電。此外,保護(hù)板還具備監(jiān)測(cè)功能,能夠檢測(cè)到電池組中的任何單體電池是否出現(xiàn)過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、短路或過(guò)溫等異常情況,進(jìn)而及時(shí)采取措施以保護(hù)電池并延長(zhǎng)其使用壽命。 通常保護(hù)板壽命長(zhǎng)于電池,但長(zhǎng)期在高溫、潮濕環(huán)境下使用可能加速元件老化,需定期檢查。
工業(yè)設(shè)備應(yīng)用(如AGV機(jī)器人、醫(yī)療設(shè)備)則對(duì)鋰電池保護(hù)板的可靠性與環(huán)境適應(yīng)性提出更高要求。工業(yè)級(jí)BMS選用耐壓100V以上的MOSFET和鉭電容,在-40℃~85℃寬溫域內(nèi)穩(wěn)定工作,PCBA板噴涂三防漆以抵御粉塵、濕氣侵蝕。醫(yī)療設(shè)備電池需符合IEC 60601標(biāo)準(zhǔn),保護(hù)板漏電流嚴(yán)格控制在10μA以下,并通過(guò)隔離電路杜絕患者觸電風(fēng)險(xiǎn)。礦用設(shè)備更結(jié)合防爆外殼與保護(hù)板聯(lián)動(dòng)機(jī)制,在檢測(cè)到短路時(shí)優(yōu)先切斷外部負(fù)載而非電池內(nèi)部回路,避免電火花引發(fā)瓦斯危險(xiǎn)。在這類(lèi)場(chǎng)景中,BMS上電自檢功能成為標(biāo)配,可自動(dòng)診斷MOS管通斷狀態(tài),預(yù)防隱性故障積累。BMS如果失效會(huì)產(chǎn)生什么后果?太陽(yáng)能板鋰電池保護(hù)板管理系統(tǒng)
保護(hù)板需要日常維護(hù)嗎?海南戶外電源鋰電池保護(hù)板
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)勢(shì),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)等。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,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。 海南戶外電源鋰電池保護(hù)板