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BMS硬件采集,適用于電芯少的場景。集中式BMS具有成本低、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高的作用,一般常見于容量低、總壓低、電池系統(tǒng)體積小的場景中,如電動工具、機器人(搬運機器人、助力機器人)、IOT智能家居(掃地機器人、電動吸塵器)、電動叉車、電動低速車(電動自行車、電動摩托、電動觀光車、電動巡邏車、電動高爾夫球車等)、輕混合動力汽車。目前行業(yè)內(nèi)分布式BMS的各種術(shù)語五花八門,不同的公司,不同的叫法。動力電池BMS大多是主從兩層架構(gòu)。儲能BMS則因為電池組規(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。從智能手機到太空探索,BMS正在重新定義能源使用方式。隨著固態(tài)電池、鈉離子電池等新技術(shù)的落地,下一代BMS將成為實現(xiàn)“零碳社會”的中心支點,推動人類向更高速、更可持續(xù)的能源未來邁進。 BMS需定期校準SOC、檢查接線可靠性、更新軟件,并清潔散熱部件。硬件BMS電池管理系統(tǒng)方案定制
影響單體鋰離子電池SOH的副反應。對于理想的鋰離子電池,在充放電過程中只考慮鋰離子在正負極之間的嵌入和脫出,可以認為不存在鋰離子的不可逆消耗,容量沒有衰減。但實際上,鋰離子電池在循環(huán)使用過程中,每時每刻都有副反應存在,伴隨著活性物質(zhì)不可逆消耗等,并逐漸累積,影響電池的SOH。通常造成活性物質(zhì)不可逆消耗的主要因素有:正極材料的溶解;正極材料的相變化;電解液的分解;過充電;界面膜的形成;集流體的腐燭。影響動力電池組SOH的因素當單體動力電池壽命一定時,動力電池的連接方式、電池組內(nèi)單體電池的數(shù)量及其不一致程度都是影響動力電池組壽命的因素。電池組在實際使用過程中,優(yōu)先采用先并后串的成組方式,不僅可以提高電池組的性能可靠性,還能保證電池組的使用壽命。 電摩BMS電池管理系統(tǒng)軟件設計主要功能包括電池狀態(tài)監(jiān)測(電壓/溫度/電流)、充放電控制、均衡管理、故障保護和通信交互。
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熱和散熱。除了這些基本功能以外,為了使用不同的應用場景個需求,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等應有盡有,再高階一點,就成了電池管理系統(tǒng)了(BMS)。
測量電池容量的理想方法是庫侖計數(shù)法,即通過測量一段時間內(nèi)流入和流出的電流,進而得到流入或者流出電量。SOC=總?cè)萘?(放電電流-充電電流)*時間根據(jù)電池測量系統(tǒng)的不同,有多種測量放電或充電電流的方法。電流分流器:分流器是一個低歐姆電阻器,用于測量電流。整個電流流經(jīng)分流器并產(chǎn)生電壓降,然后進行測量。這種方法會在電阻器上產(chǎn)生輕微的功率損耗。霍爾效應傳感器:這種傳感器通過磁場變化測量電流。它解決了電流分流器典型的功率損耗問題,但成本較高,且無法承受大電流。巨磁電阻(GMR)傳感器:這種傳感器用作磁場檢測器,比霍爾效應傳感器更靈敏(也更昂貴)。它們的精確度很高。庫侖測量涉及的計算相當復雜,主要由微控制器完成。庫侖計數(shù)法是一種安培小時積分法,可量化一段時間內(nèi)的電量,提供動態(tài)、連續(xù)的狀態(tài)更新。開路電壓(OCV)通過計算電壓與電量之間的直接關(guān)系,評估剩余電量。不過,庫侖計數(shù)法會因傳感器漂移或電池性能變化而隨時間累積誤差,而開路電壓則也可能受到溫度波動和電池老化的影響。 高精度SOC/SOH估算、電芯均衡管理、熱管理策略、故障診斷與容錯控制。
電池管理系統(tǒng)(BMS)保護板作為動力電池的智能管控中樞,通過多維度協(xié)同實現(xiàn)全生命周期安全防護與性能優(yōu)化。其依托分布式高精度傳感器網(wǎng)絡毫秒級監(jiān)測電池組的電壓場、電流通量及溫度梯度,構(gòu)建三維參數(shù)矩陣以精細量化荷電狀態(tài)(SOC)與應用狀態(tài)(SOH);采用分級電壓閾值管理機制,在充電電壓觸及,放電電壓低于,嚴格限定能量邊界。系統(tǒng)集成NTC/PTC復合溫控體系,通過熱場模擬算法動態(tài)調(diào)控充放電策略,當溫度超出-20℃~60℃可調(diào)閾值時脈沖充電或熔斷保護,并配置霍爾傳感電流微分模塊實現(xiàn)<10μs級短路偵測與50ms內(nèi)多級故障隔離。針對多串電池組,創(chuàng)新采用雙向DC/DC主動均衡拓撲與卡爾曼濾波算法,維持單體電壓差≤30mV,通過5A級均衡電流提升循環(huán)壽命≥30%。同時兼容ISO26262ASIL-C功能安全標準,集成CAN/RS485雙模通訊與云端管理接口,形成覆蓋實時監(jiān)控、故障診斷、遠程升級的數(shù)字化電池生態(tài)閉環(huán)。 有關(guān)BMS的未來發(fā)展趨勢?光伏儲能電池BMS電池管理系統(tǒng)工廠
BMS如何實現(xiàn)多電芯管理?硬件BMS電池管理系統(tǒng)方案定制
隨著新能源電動汽車的廣泛應用,電池的容量、安全性、應用狀態(tài)與續(xù)航能力日益成為關(guān)注重點。BMS電池管理系統(tǒng)是對電池進行監(jiān)控與管理的系統(tǒng),將采集的電池信息實時反饋給用戶,同時根據(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)在管理多個電池時,需要人員現(xiàn)場調(diào)試與設置,導致其檢查、維護與更新相當不方便。而且,針對電池組的工作性能、電池老化情況、使用壽命等信息,需要人員現(xiàn)場經(jīng)過多次反復調(diào)試、實驗之后才能獲得,工作相當繁瑣、耗時。在生產(chǎn)、調(diào)試或?qū)嶒炦^程中,只有在電池出現(xiàn)問題影響電動汽車的工作時,才會發(fā)現(xiàn)故障并更換電池,這種方式具有盲目性、滯后性,相當容易產(chǎn)生不良后果,嚴重則導致生產(chǎn)工作延誤、生產(chǎn)危險世故。 硬件BMS電池管理系統(tǒng)方案定制