開路電壓法估算電池SOC,;鉛酸蓄電池的SOC與其開路電壓(OCV)之間存在近似線性關系,基于電池OCV的方法是,,當電池與負載斷開時間超過兩小時時,,電池的OCV與SOC成正比。然而,,如此長的斷開時間對于電池來說可能太長而無法實現(xiàn),。與鉛酸電池不同,鋰離子電池的OCV與SOC之間不存在線性關系,。鋰離子電池SOC與OCV之間的典型關系如圖所示,。OCV與SOC的關系是通過對鋰離子電池施加脈沖負載,然后讓電池達到平衡而確定的,。所有電池的OCV與SOC之間的關系不可能完全相同,。由于不同電池的傳統(tǒng)OCV-SOC有所不同,因此需要測量OCV-SOC的關系,,以準確估算SOC,。 BMS系統(tǒng)保護板能實現(xiàn)電池的平衡管理,確保多節(jié)電池電動車的每節(jié)電池在充放電過程中的壓差不大,。如何BMS研發(fā)
主動均衡則是通過電量轉(zhuǎn)移的方式來實現(xiàn)均衡,,這種方式效率更高、損失更小,。不同廠家可能采用不同的方法,,均衡電流也可能有所不同,范圍通常在1~10A之間。被動均衡更適合于小容量,、低串數(shù)的鋰電池組應用,,而主動均衡則更適用于高串數(shù)、大容量的動力型鋰電池組應用,。對于電池管理系統(tǒng)(BMS)而言,,除了均衡功能外,均衡策略的制定同樣至關重要,。主動均衡機制采用電量轉(zhuǎn)移的方式,,將組內(nèi)電池的總電量轉(zhuǎn)移給容量較小的電池。電感式主動均衡以物理轉(zhuǎn)換為基礎,,集成了電源開關和微型電感,,實現(xiàn)雙向均衡。它可以通過相鄰電池間的電荷轉(zhuǎn)移來均衡電池,,無論是放電,、充電還是靜置狀態(tài),都可以進行均衡,,且均衡效率高達92%,。 平衡車BMS作用集中式BMS架構(gòu) 集中式BMS具有成本低、結(jié)構(gòu)緊湊,、可靠性高的優(yōu)點,。
隨著新能源電動汽車的廣泛應用,電池的容量,、安全性,、健康狀態(tài)與續(xù)航能力日益成為關注重點。BMS電池管理系統(tǒng)是對電池進行監(jiān)控與控制的系統(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)危險事故,。
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),,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),。 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。
被動均衡主要依賴于電阻放電方式,,將電壓較高的電池中的電量以熱能的形式釋放,從而為其他電池創(chuàng)造更多的充電時間,。整個系統(tǒng)的電量受限于容量較小的電池,。在充電過程中,鋰電池通常設有一個上限保護電壓值,,一旦某一串電池達到此值,,鋰電池保護板便會切斷充電回路,停止充電,。被動均衡的優(yōu)點在于成本低廉且電路設計相對簡單,,但其缺點在于只基于較低電池殘余量進行均衡,無法提升殘量較少的電池容量,,且均衡過程中釋放的熱量完全浪費,。 BMS能夠?qū)崟r獲取電池的基本參數(shù),,包括電壓、溫度和電流等,。無人機BMS平均價格
通過平衡管理,,BMS系統(tǒng)保護板能夠確保電池組內(nèi)各節(jié)電池的壓差不大,,從而提高整個電池組的充放電性能。如何BMS研發(fā)
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,?;魻栃獋鞲衅鳎哼@種傳感器通過磁場變化測量電流。它消除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,可有效量化一段時間內(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系,,快速評估剩余電量。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。 如何BMS研發(fā)