隨著新能源電動(dòng)汽車的廣泛應(yīng)用,電池的容量、安全性、使用狀態(tài)與續(xù)航能力日益成為關(guān)注重點(diǎn)。BMS電池管理系統(tǒng)是對(duì)電池進(jìn)行監(jiān)控與控管的系統(tǒng),將采集的電池信息實(shí)時(shí)反饋給用戶,同時(shí)根據(jù)采集的信息調(diào)節(jié)參數(shù),充分發(fā)揮電池的性能。但是,該技術(shù)在管理多個(gè)電池時(shí),需要人員現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試與設(shè)置,導(dǎo)致其檢查、維護(hù)與更新相當(dāng)不方便。而且,針對(duì)電池組的工作性能、電池老化情況、使用壽命等信息,需要人員現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過多次反復(fù)調(diào)試、實(shí)驗(yàn)之后才能獲得,工作相當(dāng)繁瑣、耗時(shí)。在生產(chǎn)、調(diào)試或?qū)嶒?yàn)過程中,只有在電池出現(xiàn)問題影響電動(dòng)汽車的工作時(shí),才會(huì)發(fā)現(xiàn)故障并更換電池,這種方式具有盲目性、滯后性,相當(dāng)容易產(chǎn)生不良后果,嚴(yán)重則導(dǎo)致生產(chǎn)工作延誤、生產(chǎn)危險(xiǎn)。 需關(guān)注電池串?dāng)?shù)、電壓 / 電流范圍、均衡能力、通信協(xié)議(如 CAN、I2C)及安全認(rèn)證。定制BMS軟件設(shè)計(jì)
BMS電池智能管理解決方案,通過整合智能終端、電池保護(hù)板和電池管理平臺(tái),構(gòu)建了新一代智能電池管理系統(tǒng)。鋰電池相比傳統(tǒng)的鉛酸電池,具有更長(zhǎng)的使用壽命、更輕的質(zhì)量、更環(huán)保以及更大的能量密度等優(yōu)勢(shì)。在新國(guó)標(biāo)的推動(dòng)下,鋰電池在兩輪電動(dòng)車中的使用比例將會(huì)增加。然而,由于鋰電池具有高能量密度和內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)活性強(qiáng)的特點(diǎn),在過充、過放等非正常使用情況下,電池可能會(huì)損壞,甚至在極端情況下引發(fā)起火或起爆。因此,鋰電池需要配備一套監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電壓、電流等參數(shù),并在超出預(yù)設(shè)閾值時(shí)立即切斷電池主回路。換電柜BMS電池管理系統(tǒng)效果BMS系統(tǒng)保護(hù)板能夠確保電池組內(nèi)各節(jié)電池的壓差不大,從而提高整個(gè)電池組的充放電性能。
從架構(gòu)角度而言,BMS主要分為集中式和分布式兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。集中式BMS通過一個(gè)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?cái)?shù)量較少、容量較低、總電壓不高以及小型電池系統(tǒng)的場(chǎng)景,如電動(dòng)工具、機(jī)器人(搬運(yùn)機(jī)器人、助力機(jī)器人)、智能家居中的掃地機(jī)器人和電動(dòng)吸塵器、電動(dòng)叉車、低速電動(dòng)車(電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托車、電動(dòng)觀光車、電動(dòng)巡邏車、電動(dòng)高爾夫球車等)以及輕度混合動(dòng)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(fù)責(zé)采集單電池電壓、系統(tǒng)總電壓以及監(jiān)測(cè)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(dòng)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(dòng)力和純電動(dòng)汽車中應(yīng)用綜合。分布式系統(tǒng)將測(cè)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(shì)明顯,具有極高的可擴(kuò)展性,可細(xì)化到單個(gè)電池;連接可靠性高,幾乎不存在過長(zhǎng)電纜,電池與測(cè)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(hù)便捷,當(dāng)某個(gè)小單元出現(xiàn)故障時(shí),只需更換該單元即可。不過,其缺點(diǎn)是成本高昂,每個(gè)單元都需額外配備一套設(shè)備。
BMS保護(hù)板分為分口與同口保護(hù)板。保護(hù)板為了現(xiàn)實(shí)保護(hù)電池的功能,必須要能夠主動(dòng)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(hù)板的。為了對(duì)充電和放電都能進(jìn)行操作,保護(hù)板必須具有兩個(gè)開關(guān),分別操作充電和放電回路(姑且這么理解)。在同口保護(hù)板中,這兩個(gè)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(hù)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(huì)出現(xiàn)同口和分口保護(hù)板,是為了降低成本:一般電動(dòng)車鋰電池包的充電電流要比放電電流小,如果兩個(gè)開關(guān)串到一條線上,那么兩個(gè)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(gè)更小的開關(guān)。這里說的開關(guān),其實(shí)就是MOSFET,是鋰電保護(hù)板的主要成本,而且國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品技術(shù)受限,重點(diǎn)部件需要進(jìn)口。 BMS兩輪電動(dòng)車鋰電池保護(hù)板行業(yè)內(nèi)成為兩輪電動(dòng)車電池保護(hù)板分為硬件板與軟件板。
展望未來,BMS在技術(shù)發(fā)展上也將呈現(xiàn)諸多趨勢(shì)。智能化是重要方向,隨著人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展,BMS將更具智能。通過對(duì)電池歷史數(shù)據(jù)的深入分析與學(xué)習(xí),能夠精細(xì)預(yù)測(cè)電池性能與壽命,并依據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果實(shí)施相應(yīng)控制與管理。效率提升也是關(guān)鍵,未來BMS將不斷優(yōu)化,采用更先進(jìn)的功率器件與控制算法,提高充放電效率;優(yōu)化電池均衡控制策略,縮短均衡時(shí)間,降低能量損耗。安全性能方面,BMS將更加重視,采取多重安全保護(hù)措施,確保電池在各種復(fù)雜條件下安全運(yùn)行,同時(shí)加強(qiáng)與其他安全系統(tǒng)的協(xié)同,提升整個(gè)系統(tǒng)的安全性。此外,BMS還將朝著集成化方向發(fā)展,與車輛控制器、充電樁等其他系統(tǒng)深度融合,實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜、高效的功能;隨著應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,標(biāo)準(zhǔn)化也將成為必然趨勢(shì),制定統(tǒng)一的BMS標(biāo)準(zhǔn),有助于提高產(chǎn)品兼容性與互換性,降低生產(chǎn)成本,推動(dòng)市場(chǎng)健康有序發(fā)展。 儲(chǔ)能BMS均衡技術(shù)主要是指電池管理系統(tǒng)BMS中用于維護(hù)電池組中各個(gè)單體電池電量一致性的技術(shù)。電動(dòng)兩輪車BMS作用
設(shè)備顯示電池故障代碼,或溫度、電壓數(shù)據(jù)異常波動(dòng)。定制BMS軟件設(shè)計(jì)
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(shì)。技術(shù)層面,BMS正從傳統(tǒng)監(jiān)控向AI深度融合演進(jìn),通過機(jī)器學(xué)習(xí)優(yōu)化SOC/SOH預(yù)測(cè),將估算誤差降至3%以內(nèi),并依托數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)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(cè)準(zhǔn)確度提升至95%。硬件架構(gòu)上,模塊化分布式設(shè)計(jì)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(jí),并支持800V平臺(tái)。安全防護(hù)方面,BMS與整車熱管理系統(tǒng)深度耦合,寧德時(shí)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(shí)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(dòng)兆瓦級(jí)充電設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化,形成安全補(bǔ)能閉環(huán)。在市場(chǎng)層面,我國(guó)的BMS市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)持續(xù)增長(zhǎng),2025年或達(dá)299億元,競(jìng)爭(zhēng)格局呈現(xiàn)動(dòng)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(shì)。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。 定制BMS軟件設(shè)計(jì)