電池管理系統(tǒng)(BMS)為一套保護(hù)動(dòng)力電池使用安全的控制系統(tǒng),時(shí)刻監(jiān)控電池的使用狀態(tài),通過必要措施緩解電池組的不一致性,為新能源車輛的使用安全提供保障。新能源汽車BMS主要有電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)、電池狀態(tài)估算、電池安全保護(hù)、電池能量控制和電池信息管理五大功能。新能源汽車BMS行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游主要包括芯片、PCB、隔離器等電子元器件供應(yīng)企業(yè),中游為BMS設(shè)計(jì)生產(chǎn)制造企業(yè),下游為各類新能源整車企業(yè)。近年來(lái),國(guó)家出臺(tái)一系列政策積極推動(dòng)新能源汽車發(fā)展,同時(shí)新能源汽車充電樁等基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善,我國(guó)新能源汽車規(guī)模迅速擴(kuò)張。BMS電池管理系統(tǒng)功能:通訊組網(wǎng)功能。上海BMS電池管理測(cè)試系統(tǒng)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)
BMS電池管理系統(tǒng)是對(duì)電池進(jìn)行監(jiān)控與控制的系統(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,前技術(shù)中,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),并且在生產(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)事故。自動(dòng)化BMS電池管理測(cè)試系統(tǒng)量大從優(yōu)BMS電池管理系統(tǒng)單元包括控制模組、顯示模組、無(wú)線通信模組、電氣設(shè)備、電池組、采集模組。
目前,電池電壓的大部分采集精度只達(dá)到5 mV。目前,電池的電壓和溫度采樣已形成芯片產(chǎn)業(yè)化,表1比較了大多數(shù)BMS所用芯片的性能。包括電池狀態(tài)包括SOH(健康狀態(tài)估計(jì))、SOS(安全狀態(tài)估計(jì))、SOF(功能狀態(tài)估計(jì))及SOE(可用能量狀態(tài)估計(jì))。這些功能是期望BMS具備的,但實(shí)際應(yīng)用中,出于客戶要求、車型要求以及成本等等的考慮,實(shí)際設(shè)計(jì)到系統(tǒng)中的可能只是其中的幾個(gè)。電池狀態(tài)包括電池溫度、SOC(荷電狀態(tài)估計(jì))、SOH(健康狀態(tài)估計(jì))、SOS(安全狀態(tài)估計(jì))、SOF(功能狀態(tài)估計(jì))及SOE(可用能量狀態(tài)估計(jì))。
當(dāng)鋰電池工作溫度高于200℃時(shí),電解液會(huì)分解并產(chǎn)生可燃性氣體,并且與由正極的分解產(chǎn)生的氧氣劇烈反應(yīng),進(jìn)而導(dǎo)致熱失控。在0℃以下充電,會(huì)造成鋰金屬在負(fù)極表面形成電鍍層,這會(huì)減少電池的循環(huán)壽命。過低的電壓或者過放電,會(huì)導(dǎo)致電解液分解并產(chǎn)生可燃?xì)怏w進(jìn)而導(dǎo)致潛在安全風(fēng)險(xiǎn)。過高的電壓或者過充電,可能導(dǎo)致正極材料失去活性,并產(chǎn)生大量的熱;普通電解質(zhì)在電壓高于4.5 V時(shí)會(huì)分解。為了解決這些問題,人們?cè)噲D開發(fā)能夠在非常惡劣的情況下進(jìn)行工作的新電池系統(tǒng),另一方面,目前商業(yè)化鋰離子電池必須連接管理系統(tǒng),使鋰離子電池可以得到有效的控制和管理,每個(gè)單電池都在適當(dāng)?shù)臈l件下工作,充分保證電池的安全性、耐久性和動(dòng)力性。根據(jù)電池類型,電池管理系統(tǒng)也可分為鋰離子電池、鉛酸電池、鎳電池、液流電池等不同種類。
理論研究方面,目前,人們傾向于利用理論模擬的方法體現(xiàn)鋰離子電池的熱安全性能,并設(shè)計(jì)了很多模型,通過分析熱性能來(lái)計(jì)算,得到鋰離子電池在不同工作環(huán)境下的溫度曲線。這些理論模型的原理是通過測(cè)量鋰離子電池的表面溫度來(lái)評(píng)價(jià)內(nèi)部溫度,再與利用熱電偶等方式測(cè)出的溫度進(jìn)行比對(duì),一方面說(shuō)明理論模型的預(yù)判性和正確性;另一方面對(duì)安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)。理論模型的建立可以使學(xué)者對(duì)于鋰離子電池的熱效應(yīng)有較整體的認(rèn)識(shí),但對(duì)于安全性能的檢測(cè)和評(píng)價(jià)卻不直觀。BMS價(jià)格也在以每年10-15%的速度下降,因此BMS市場(chǎng)規(guī)模的增速也將明顯小于動(dòng)力電池產(chǎn)量的增速?,F(xiàn)代化BMS電池管理測(cè)試系統(tǒng)推薦貨源
隨著電池行業(yè)的日益擴(kuò)張,電池的測(cè)試也越來(lái)越被重視。上海BMS電池管理測(cè)試系統(tǒng)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)
信息存儲(chǔ)。用于存儲(chǔ)關(guān)鍵數(shù)據(jù),如SOC、SOH、SOF、SOE、累積充放電Ah數(shù)、故障碼和一致性等。車輛中的真實(shí)BMS可能只有上面提到的部分硬件和軟件。每個(gè)電池單元至少應(yīng)有一個(gè)電池電壓傳感器和一個(gè)溫度傳感器。對(duì)于具有幾十個(gè)電池的電池系統(tǒng),可能只有一個(gè)BMS控制器,或者甚至將BMS功能集成到車輛的主控制器中。對(duì)于具有數(shù)百個(gè)電池單元的電池系統(tǒng),可能有一個(gè)主控制器和多個(gè)只管理一個(gè)電池模塊的從屬控制器。對(duì)于每個(gè)具有數(shù)十個(gè)電池單元的電池模塊,可能存在一些模塊電路接觸器和平衡模塊,并且從控制器像測(cè)量電壓和電流一樣管理電池模塊,控制接觸器,均衡電池單元并與主控制器通信。根據(jù)所報(bào)告的數(shù)據(jù),主控制器將執(zhí)行電池狀態(tài)估計(jì),故障診斷,熱管理等。上海BMS電池管理測(cè)試系統(tǒng)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)