從架構(gòu)角度而言,BMS主要分為集中式和分布式兩種拓撲結(jié)構(gòu)。集中式BMS通過一個硬件設(shè)備采集所有電池的數(shù)據(jù),這種架構(gòu)成本較低、結(jié)構(gòu)緊湊且可靠性較高,適用于電池數(shù)量較少、容量較低、總電壓不高以及小型電池系統(tǒng)的場景,如電動工具、機器人(搬運機器人、助力機器人)、智能家居中的掃地機器人和電動吸塵器、電動叉車、低速電動車(電動自行車、電動摩托車、電動觀光車、電動巡邏車、電動高爾夫球車等)以及輕度混合動力汽車等。集中式BMS硬件可劃分為高壓區(qū)和低壓區(qū),高壓區(qū)負責(zé)采集單電池電壓、系統(tǒng)總電壓以及監(jiān)測絕緣電阻;低壓區(qū)則涵蓋電源電路、CPU電路、CAN通信電路、操控電路等。隨著乘用車動力電池系統(tǒng)朝著高容量、高總電壓和大體積方向發(fā)展,分布式BMS逐漸成為主流,特別是在插電式混合動力和純電動汽車中應(yīng)用綜合。分布式系統(tǒng)將測量單元等電子設(shè)備直接安裝在與單電池集成的電路板上,其優(yōu)勢明顯,具有極高的可擴展性,可細化到單個電池;連接可靠性高,幾乎不存在過長電纜,電池與測量電路緊密結(jié)合,減少了干擾和誤差,安全性也隨之提高;維護便捷,當(dāng)某個小單元出現(xiàn)故障時,只需更換該單元即可。不過,其缺點是成本高昂,每個單元都需額外配備一套設(shè)備。 智慧動鋰高壓工廠儲能BMS系統(tǒng),采用高速32位MCU和高性能車規(guī)級AFE,保證高效率和高精度二級或三級架構(gòu)。怎樣BMS管理系統(tǒng)工作原理
智慧動鋰家庭儲能BMS系統(tǒng),支持三元/鐵鋰電芯48V家儲平臺,管理高達16S單體電芯,具有多重軟件保護功能,帶防反接,均衡、預(yù)充、加熱功能,可擴展限流板,支持多包并聯(lián)使用,參數(shù)可設(shè)置、LED/LCD顯示,支持RS485/CAN/藍牙等豐富接口。其產(chǎn)品具采用中穎等品牌高集成度AFE模擬前端方案,性能穩(wěn)定、安全、可靠;完善的保護,支持過壓,欠壓,高溫、低溫及短路,充電器反接保護與復(fù)原功能;可擴展性好,預(yù)留豐富接口,支持LCD顯示屏、藍牙、WiFi擴展,可連接云端管理后臺;兼容多逆變器協(xié)議,已支持古瑞瓦特、德業(yè)、固德威、碩日、SMK、精石、邁格瑞能等主流品牌逆變器CAN、RS485協(xié)議,可按客戶私有協(xié)議定制開發(fā);鐵塔儲能BMS標(biāo)準(zhǔn)板型尺寸和接口,兼容性好,易于安裝和維護6.低壓通用48V家儲解決方案,可支持多達16包并包使用,支持10A/20A限流。 湖南標(biāo)準(zhǔn)BMSBMS系統(tǒng)保護板的優(yōu)勢:提高電池壽命:通過實時監(jiān)測和保護電池,避免電池過充、過放等問題。
BMS的均衡管理旨在解決電池組中單體電池因生產(chǎn)差異和使用損耗導(dǎo)致的電壓、容量、內(nèi)阻不一致問題,通過主動干預(yù)使各單體趨于一致,避免部分電池過度充放以延長整組壽命。其實現(xiàn)基于不均衡產(chǎn)生的根源,采用被動均衡和主動均衡兩種中心方式:被動均衡通過“削峰填谷”,在每個單體電池旁并聯(lián)“均衡電阻+開關(guān)管”,當(dāng)某單體電壓超過閾值時,導(dǎo)通開關(guān)管讓過高能量以熱量形式釋放,直至電壓與其他單體一致,雖結(jié)構(gòu)簡單、成本低,但能量浪費且均衡速度慢,適合低容量場景;主動均衡則通過能量轉(zhuǎn)移,利用電容、電感或DC-DC轉(zhuǎn)換器等將單體能量轉(zhuǎn)移到低壓單體,能量利用率達80%-95%,如DC-DC轉(zhuǎn)換式會先識別高低壓單體組,再將單體電能轉(zhuǎn)換為適配低壓單體的電壓并定向輸送,雖硬件復(fù)雜、成本高,但均衡速度快、能明細延長電池壽命,適用于新能源汽車等場景。均衡管理并非時刻運行,而是在充電后期、靜置時或單體電壓差超過設(shè)定閾值時觸發(fā),以不影響正常充放電且修復(fù)差異,隨著技術(shù)發(fā)展,主動均衡結(jié)合AI算法的預(yù)測性均衡將進一步提升電池組可靠性與壽命。
BMS保護板的被動均衡技術(shù)。顧名思義,被動均衡就是將單體電池中容量稍多的個體消耗掉,從而實現(xiàn)整體的均衡。被動均衡又稱為能量耗散式均衡,工作原理是在每節(jié)電芯上并聯(lián)一個電阻,當(dāng)某個電芯提前充滿,而又需要繼續(xù)給其他電芯充電時,通過電阻對電壓高的電芯以熱量形式釋放電量,為其他電芯爭取更多充電時間。由于被動均衡結(jié)構(gòu)更為簡單,所以使用比較廣。但是被動均衡也有明顯的缺點,由于結(jié)構(gòu)簡單制作成本低,采用電阻耗能產(chǎn)生熱量,從而會使整個系統(tǒng)的效率降低。并且均衡時間短,效果不佳,一般均衡時間都在充電周期末期。此外,只能對高電壓電池進行放電,無法對劣質(zhì)電池進行改進。在適用場景上,被動均衡更適合于小容量、低串?dāng)?shù)的鋰電池組應(yīng)用,可以釋放每顆電芯的儲能能力,實現(xiàn)電量的高效利用。 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。
當(dāng)前BMS(電池管理系統(tǒng))發(fā)展呈現(xiàn)智能化、集成化與高安全性的趨勢。技術(shù)層面,BMS正從傳統(tǒng)監(jiān)控向AI深度融合演進,通過機器學(xué)習(xí)優(yōu)化SOC/SOH預(yù)測,將估算誤差降至3%以內(nèi),并依托數(shù)字孿生技術(shù)實現(xiàn)電池壽命的虛擬故障自診斷。例如華為云端BMS方案通過大數(shù)據(jù)訓(xùn)練,使SOH預(yù)測準(zhǔn)確度提升至95%。硬件架構(gòu)上,模塊化分布式設(shè)計成為主流,特斯拉Model3采用“域控制器+子模塊”架構(gòu),將單體電池監(jiān)控周期縮短至10ms級,并支持800V平臺。安全防護方面,BMS與整車熱管理系統(tǒng)深度耦合,寧德時代,而比亞迪“刀片電池”BMS整合熱失控預(yù)警與定向?qū)Я骷夹g(shù),實現(xiàn)故障區(qū)域隔離。此外,行業(yè)正加速構(gòu)建“車-樁-網(wǎng)”協(xié)同體系,華為聯(lián)合車企推動兆瓦級充電設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化,形成安全補能閉環(huán)。在市場層面,我國的BMS市場規(guī)模預(yù)計持續(xù)增長,2025年或達299億元,競爭格局呈現(xiàn)動力電池企業(yè)、整車廠商與第三方BMS企業(yè)三足鼎立態(tài)勢。然而,高成本、極端環(huán)境適應(yīng)性及標(biāo)準(zhǔn)化滯后仍是制約因素,需通過軟硬件協(xié)同創(chuàng)新與開源生態(tài)構(gòu)建突破瓶頸。 BMS被動均衡技術(shù)先于主動均衡在電動市場中應(yīng)用,技術(shù)也較為成熟。動力電池BMS供應(yīng)商
BMS保護板的被動均衡就是將單體電池中容量較多的個體消耗掉,實現(xiàn)整體的均衡。怎樣BMS管理系統(tǒng)工作原理
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。具體區(qū)別如下:能量的方式:主動均衡-主動采用儲能器件,將荷載較多能量的電芯部分能量轉(zhuǎn)移到能量較少的電芯上,是能量的轉(zhuǎn)移。被動均衡運用電阻,將高荷電電量電芯的能量消耗掉,減少不同電芯之間差距,是能量的消耗。啟動均衡條件:只要壓差大于設(shè)定值便開始啟動主動均衡,均衡時間一般是24小時都在工作。在電池快接近充滿的電壓下才啟動被動放電均衡,均衡時間一般就幾個小時。均衡電流:主動均衡電流可達1-10A,充放電過程均可實現(xiàn),均衡效果明顯。被動均衡電流35mA-200mA不等,均衡電流越大,發(fā)熱越嚴重。成本:主動均衡電路復(fù)雜,故障率高,成本高。被動均衡軟硬件實現(xiàn)簡單,成本低。隨著電芯制造工藝不斷提升,電芯間的一致性越來越高。出于電路結(jié)構(gòu)和成本考慮,被動均衡的策略目前仍然是市場的主流選擇。 怎樣BMS管理系統(tǒng)工作原理