鋰電池過充過放的本質(zhì):充電時,鋰離子從正極板脫嵌,通過電解液嵌入到負(fù)極板上;放電時,鋰離子從負(fù)極板上脫嵌,并經(jīng)由電解液嵌入到正極板上;鋰離子電池的充放電過程是鋰離子在極板上的嵌入和脫嵌過程。充電時,隨著鋰離子的脫嵌,正極材料體積會發(fā)生一定量的收縮;放電時,隨著鋰離子的嵌入,正極材料體積會發(fā)生一定量的膨脹。過充時,正極晶格會產(chǎn)生崩塌,鋰離子在負(fù)極會形成鋰枝晶從而刺破隔膜,造成電池的損壞。過放時,正極材料活性變差,阻止鋰離子的嵌入,電池容量急劇下降。如果發(fā)生正極材料體積過度膨脹,會破壞電池的物理結(jié)構(gòu),從而導(dǎo)致電池的損壞。管理備用電源電池組,確保基站斷電時可靠供電,并遠程監(jiān)控電池健康狀態(tài)。光伏板BMS方案定制
入局BMS制造的廠商分為幾類:一類是動力電池BMS中具主導(dǎo)能力的終端用戶-車廠,事實上國外BMS制造實力較強的也就是車廠,如通用、特斯拉等;國內(nèi)有比亞迪、華霆動力等。第二類是電池廠,包含電芯廠商與做pack的廠商,如三星、寧德時代、欣旺達、德賽電池、拓邦股份等;第三類專業(yè)的BMS制造商,此類廠商有多年的電力電子技術(shù)積累,有高校背景或相關(guān)企業(yè)背景的研發(fā)團隊,如億能電子、杭州高特電子、協(xié)能科技、等企業(yè)。目前看來儲能電池的終端用戶沒有加入BMS研發(fā)與制造的需求與具體行動,可以認(rèn)為儲能電池BMS行業(yè)缺乏一個占據(jù)了重要優(yōu)勢的參與者,給電池廠以及專注做儲能BMS的廠商留下了巨大的發(fā)展空間。儲能市場一旦確立,將給予電池廠與專業(yè)BMS生產(chǎn)廠商以非常大的發(fā)揮空間。在未來專業(yè)電動汽車的BMS生產(chǎn)廠商也極有可能成為大規(guī)模儲能項目使用的BMS供應(yīng)商的重要組成部分。電動兩輪車BMS方案開發(fā)BMS電池保護板可按照電芯材料來區(qū)分。
電池保護板的自身參數(shù),比如自耗電分為工作自耗電和靜態(tài)(睡眠)自耗電,保護板自耗電的電流一般是ua級別。工作自耗電電流較大,主要為保護芯片、mos驅(qū)動等消耗。保護板的自耗電太大會過多消耗電池電量,如果長時間擱置的電池,保護板自耗電可能導(dǎo)致電池虧電。自耗電和內(nèi)阻等,他們不起保護作用,但是對電池的性能是有影響的。保護板的主回路內(nèi)阻也是一個很重要的參數(shù),保護板的主回路內(nèi)阻主要來源于pcb板上鋪設(shè)阻值,mos的阻值(主要)和分流電阻的阻值。在保護板進行充放電時,特別是mos部分,會產(chǎn)生大量的熱,因此一般保護板的mos上都需要貼一大塊的鋁片用于導(dǎo)熱和散熱。除了這些基本功能外,為了使用不同的應(yīng)用場景個需求,保護板還有各種各樣的附加功能(如均衡功能),特別是帶軟件的保護板,功能更是異常豐富,比如藍牙、wifi、GPS、串口、CAN等應(yīng)有盡有,再高階一點,就成了電池管理系統(tǒng)了(BMS)。
電池管理系統(tǒng)(BMS)系統(tǒng)組成。硬件層:包括電壓/電流采集模塊、溫度傳感器、均衡電路、主控芯片(MCU)及通信接口。軟件層:內(nèi)嵌SOC/SOH估算算法(如卡爾曼濾波、安時積分)、故障診斷邏輯及通信協(xié)議棧。安全機制:符合ISO 26262(汽車功能安全)等標(biāo)準(zhǔn),具備冗余設(shè)計及故障自檢能力。應(yīng)用場景,新能源汽車:管理動力電池充放電,優(yōu)化續(xù)航里程,保障高壓系統(tǒng)安全。儲能系統(tǒng):平衡電網(wǎng)負(fù)荷,支持光伏/風(fēng)能儲能,防止電池過載。消費電子:如無人機、電動工具,確保高倍率放電下的穩(wěn)定性。換電設(shè)施:實時監(jiān)測換電柜電池狀態(tài),提升運維效率。BMS保護板的被動均衡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。
電池管理系統(tǒng)(Battery Management System,BMS)作為鋰電池組的“智慧中樞”,通過多維度監(jiān)控與動態(tài)調(diào)控,在保障安全的前提下較大化釋放電池性能。其技術(shù)架構(gòu)涵蓋數(shù)據(jù)采集、算法決策與執(zhí)行控制三大層級:數(shù)據(jù)采集層依托高精度模擬前端芯片(如TI BQ76940)實現(xiàn)單體電壓(±1mV)、溫度(±0.5℃)及電流(±0.1%FS)的實時檢測;主控層基于擴展卡爾曼濾波(EKF)或深度學(xué)習(xí)算法,融合開路電壓(OCV)、庫侖計數(shù)與阻抗譜數(shù)據(jù),將荷電狀態(tài)(SOC)估算誤差壓縮至2%以內(nèi),同時通過循環(huán)壽命模型預(yù)測健康狀態(tài)(SOH);執(zhí)行層則通過MOSFET陣列或固態(tài)繼電器管理充放電回路,并借助主動均衡電路(如雙向DC-DC拓?fù)洌⒛芰哭D(zhuǎn)移效率提升至90%以上,優(yōu)異降低多串電池組的不一致性。此外,BMS深度集成熱管理策略,通過液冷板與PTC加熱膜的協(xié)同控制,將電池包溫差嚴(yán)格限制在±2℃內(nèi),避免局部過熱引發(fā)的性能衰減。如何選擇BMS應(yīng)用方案?如何BMS工廠
BMS的主要應(yīng)用場景有哪些?光伏板BMS方案定制
BMS作為電池系統(tǒng)的中心控制器,通過實時采集電壓、電流、溫度等關(guān)鍵參數(shù),結(jié)合算法模型對電池狀態(tài)進行動態(tài)評估,實現(xiàn)過充/過放防護、熱失控預(yù)警、壽命優(yōu)化等目標(biāo)。過充/過放防護:鋰電芯在電壓超過4.25V(過充)或低于2.5V(過放)時,可能引發(fā)電解液分解、SEI膜破裂甚至起火危險。BMS通過精細(xì)的電壓采樣電路(精度可達±1mV)及快速切斷MOSFET開關(guān),規(guī)避風(fēng)險。壽命優(yōu)化:研究表明,電池在20%-80%SOC區(qū)間循環(huán)可提升2-3倍壽命。BMS通過動態(tài)調(diào)整充放電策略(如恒流-恒壓切換、脈沖充電),減緩容量衰減。熱管理:BMS結(jié)合溫度傳感器(如NTC)與散熱系統(tǒng)(液冷/風(fēng)冷),將電芯溫差控制在±2℃以內(nèi),避免局部過熱引發(fā)連鎖反應(yīng)。光伏板BMS方案定制