鋰電池保護板,作為鋰離子電池組的守護神,扮演著至關重要的角色。它主要由操控IC、MOS管、采樣電阻、PTC等中心組件構成,通過實時監(jiān)測電池組的電壓、電流和溫度,確保電池在安全范圍內工作。保護板具備過充、過放、短路、過流、過溫等多重保護功能,一旦檢測到異常情況,立即通過操控MOS管的開關狀態(tài),切斷電池組與外界的電氣連接,可防止電池損壞甚至危險。隨著技術的發(fā)展,現(xiàn)代鋰電池保護板還融入了主動均衡技術,能更迅速地平衡電池組內各單體電池的電壓,延長整體使用壽命。同時,高精度監(jiān)測、集成化與智能化趨勢日益明顯,保護板不僅能實現(xiàn)遠程監(jiān)控、故障診斷,還能根據(jù)電池狀態(tài)智能調整保護策略,確保電池在比較好狀態(tài)下運行。在使用中,定期檢查保護板及其連接情況,適時調整保護參數(shù),保持其良好的環(huán)境適應性,是確保電池組長期安全、穩(wěn)定運行的關鍵??傊?,鋰電池保護板以其豐富的功能和優(yōu)異的性能,為各類電子產(chǎn)品和新能源應用提供了堅實的安全維護。 BMS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。機械BMS保護IC
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。保護板的主回路內阻也是一個很重要的參數(shù),保護板的主回路內阻主要來源于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)。 機械BMS保護IC為什么BMS對電池系統(tǒng)至關重要?
目前BMS架構主要分為集中式架構和分布式架構。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、結構緊湊、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)內分布式BMS的各種術語五花八門,不同的公司,不同的叫法。動力電池BMS大多是主從兩層架構。儲能BMS則因為電池組規(guī)模較大,多數(shù)都是三層架構,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的應用場景廣闊且高度定制化。在電動汽車領域,其管理對象涵蓋400V~800V電池系統(tǒng),支持超級快充(如保時捷Taycan的270kW充電)并滿足ISO26262ASIL-C/D功能安全等級,確保急加速或碰撞時迅速切斷回路。特斯拉ModelS的BMS可精細管理7000余節(jié)21700電芯,溫差維持精度達±2℃,成為行業(yè)里程碑。儲能系統(tǒng)中,BMS需應對梯次利用電池的復雜老化差異,通過寬電壓范圍(48V~1500V)適配與電網(wǎng)協(xié)同調度,實現(xiàn)峰谷電價套利與可再生能源波動平滑。消費電子領域則追求極點微型化,如TI的BQ25606單芯片方案以3mm×3mm面積集成無線充電管理功能,待機功耗低于1μA,為TWS耳機等設備提供持久續(xù)航。特種場景如航空航天與深海設備,BMS需通過MIL-STD-810G抗振認證或耐壓封裝設計,確保在-55℃~125℃極端環(huán)境下穩(wěn)定運行。 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。
BMS系統(tǒng)保護板的功能:電池充放電狀態(tài)監(jiān)測:BMS系統(tǒng)保護板能夠實時監(jiān)測電池的電壓、電流、溫度等關鍵參數(shù),確保電池在安全的工作范圍內運行。過充與過放保護:當電池充電時,如果電壓超過設定的安全范圍,BMS系統(tǒng)保護板會立即斷開充電電路,防止電池過充;同樣地,當電池放電時,如果電壓低于設定的安全范圍,BMS系統(tǒng)保護板會及時斷開放電電路,防止電池過放。溫度保護:通過溫度傳感器實時監(jiān)測電池的溫度,當溫度過高或過低時,BMS系統(tǒng)保護板會采取相應的措施,如降低充電電流或停止充電,以保護電池不受損害。短路保護:BMS系統(tǒng)保護板還具有短路保護功能,當檢測到電池組內部或外部發(fā)生短路時,會立即切斷電源,防止短路造成的損害。平衡管理:對于多節(jié)電池的電動車,BMS系統(tǒng)保護板還能實現(xiàn)電池的平衡管理,確保每節(jié)電池在充放電過程中的壓差不大,從而提高整個電池組的使用壽命和性能。選擇我們的BMS,就是選擇高效、安全、可靠的電池管理體驗,共同邁向能源利用的新高度! 設備顯示電池故障代碼,或溫度、電壓數(shù)據(jù)異常波動。電動兩輪車BMS電池管理系統(tǒng)
BMS的關鍵技術難點是什么?機械BMS保護IC
在均衡策略方面,有基于電壓的均衡策略,該策略以電池單體的電壓作為均衡判斷依據(jù),當電池組中單體電池電壓差異超過設定閾值時,啟動均衡電路進行均衡,實現(xiàn)相對簡便,但未直接考量電池的SOC情況,可能出現(xiàn)電壓均衡而SOC不均衡的現(xiàn)象。基于SOC的均衡策略,則通過精確估算電池單體的SOC,依據(jù)SOC差異實施均衡。此策略能更精確反映電池實際荷電狀態(tài),實現(xiàn)真正的電量均衡,然而SOC估算的準確性會對均衡效果產(chǎn)生影響,需要更為復雜的算法與硬件支持。還有混合均衡策略,它綜合結合電壓和SOC兩種參數(shù)進行均衡判斷,多方位考慮了電池的電壓和實際荷電狀態(tài),能更完善地實現(xiàn)電池組的均衡管理,提升均衡的準確性與速度,只是算法較為復雜,對BMS的計算能力和硬件性能要求頗高。 機械BMS保護IC