被動(dòng)均衡主要依賴(lài)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(shí)間,。整個(gè)系統(tǒng)的電量受限于容量較小的電池。在充電過(guò)程中,,鋰電池通常設(shè)有一個(gè)上限保護(hù)電壓值,,一旦某一串電池達(dá)到此值,鋰電池保護(hù)板便會(huì)切斷充電回路,停止充電,。被動(dòng)均衡的優(yōu)點(diǎn)在于成本低廉且電路設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單,,但其缺點(diǎn)在于只基于較低電池殘余量進(jìn)行均衡,無(wú)法提升殘量較少的電池容量,,且均衡過(guò)程中釋放的熱量完全浪費(fèi)。 儲(chǔ)能BMS主動(dòng)均衡和被動(dòng)均衡的區(qū)別主要有能量的方式,、啟動(dòng)均衡條件,、均衡電流、成本等,。家用儲(chǔ)能BMS管理系統(tǒng)
2024年BMS將出現(xiàn)三大變革1,、打通BMS和EMS隨著儲(chǔ)能系統(tǒng)被納入各類(lèi)電力市場(chǎng)交易主體,其盈利模式變得多樣化,,需要更高的數(shù)據(jù)處理和預(yù)測(cè)能力來(lái)優(yōu)化收益,。BMS和EMS的整合將使儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠更好地處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)源和龐大的數(shù)據(jù)管理需求。這種整合不僅增強(qiáng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力,,還能夠幫助預(yù)測(cè)電價(jià)走勢(shì),,優(yōu)化電池充放電策略,從而提高儲(chǔ)能的整體收益,。2,、從BMS向EMS跨進(jìn)在工商業(yè)市場(chǎng),儲(chǔ)能系統(tǒng)需要具備更高級(jí)別的能量管理和綜合控制能力,,以滿(mǎn)足復(fù)雜的能源需求和交易策略,。BMS+EMS一體化集控單元的出現(xiàn),揭示了儲(chǔ)能管理系統(tǒng)從單純的關(guān)注電池管理擴(kuò)展到了整個(gè)能源系統(tǒng)的管理,。這樣的跨步能夠?qū)崿F(xiàn)更多面化的監(jiān)控和更靈活的交易策略,,為工商業(yè)用戶(hù)提供更高效的能源解決方案。光伏板BMSIC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(diǎn)。
電池保護(hù)系統(tǒng)中的SOP管理,。SOP(StateofPower)表示當(dāng)前電池能夠充電或者放電的閾值功率,,它的精確估算可以比較大限度地提高電池的利用率。比如在加速時(shí),,可以供應(yīng)閾值的功率而不傷害電池,;在剎車(chē)時(shí),可以盡量多地回收能量而不傷害電池,,這樣可以保證車(chē)輛在行駛過(guò)程中不會(huì)因?yàn)榍穳夯蛘哌^(guò)流而失去動(dòng)力,。精確的SOP估算非常重要,例如一組均衡較好的電池包,在處于高電量的狀態(tài)時(shí),,彼此間SOC相差很?。ㄒ话阈∮?%);但當(dāng)SOC很低時(shí),,可能會(huì)出現(xiàn)某節(jié)電芯電壓急速下降的情況,。為了保證每一節(jié)電芯電壓始終不低于過(guò)放電壓,SOP必須精確地估算出下一時(shí)刻該電芯能夠輸出的閾值輸出功率,,以限制對(duì)電池的使用從而保護(hù)電池,。同理,動(dòng)能回收需要計(jì)算好的SOP保證電壓比較高的某節(jié)電芯不會(huì)進(jìn)入過(guò)充保護(hù),,也不能進(jìn)入過(guò)流保護(hù),。
電池計(jì)量芯片(電量計(jì)IC)主要用來(lái)采集電芯電壓、溫度,、電流等信息,,通過(guò)庫(kù)侖積分和電池建模等方式計(jì)算電池電量、健康度等信息,,并通過(guò)I2C/SMBUS/HDQ等通信端口與外部主機(jī)通信,。電量計(jì)IC與電池保護(hù)IC既可分立,也可集成,。一級(jí)保護(hù)IC可以控制充,、放電MOSFET,保護(hù)動(dòng)作是可恢復(fù)的,,即當(dāng)發(fā)生過(guò)充,、過(guò)放、過(guò)流,、短路等安全事件時(shí)就會(huì)斷開(kāi)相應(yīng)的充放電開(kāi)關(guān),,安全事件解除后就會(huì)重新恢復(fù)閉合開(kāi)關(guān),電池可以繼續(xù)使用,。硬件,、算法和固件是電量計(jì)芯片的三大關(guān)鍵要素,硬件用來(lái)實(shí)現(xiàn)高精度采樣和低功耗運(yùn)行;算法用來(lái)對(duì)電池進(jìn)行建模;固件用來(lái)實(shí)現(xiàn)算法編程,,計(jì)算輸出容量信息,。在選擇電量計(jì)芯片時(shí),通常需要考慮到電芯化學(xué)類(lèi)型,、電芯串聯(lián)數(shù)目,、通信接口、電量計(jì)放在電池包內(nèi)(Pack-side)還是放在系統(tǒng)板上(System-side),、電量計(jì)算法,、是否集成電池保護(hù)均衡等功能,、支持充放電電流大小,以及存儲(chǔ)介質(zhì)和封裝形式等,。BMS系統(tǒng)保護(hù)板在預(yù)防過(guò)充,、過(guò)放、短路等問(wèn)題方面發(fā)揮著重要作用,,有效降低了電池?fù)p壞甚至起火的風(fēng)險(xiǎn),。
SOC的重要性是防止電池?fù)p壞:通過(guò)將SOC保持在20%至80%之間,電動(dòng)汽車(chē)BMS可防止電池過(guò)度磨損,,延長(zhǎng)SOH,、容量和運(yùn)行壽命。BMS還依靠準(zhǔn)確的SOC讀數(shù)來(lái)降低電池單元因完全充電和深度放電而受損的風(fēng)險(xiǎn),。性能優(yōu)化:電動(dòng)汽車(chē)電池在特定的SOC范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)可實(shí)現(xiàn)較好性能,。盡管根據(jù)電池化學(xué)成分和設(shè)計(jì)的不同,,這些范圍也會(huì)有所不同,,但大多數(shù)電動(dòng)汽車(chē)電池都能在20%至80%SOC范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效的電力傳輸和強(qiáng)勁的加速性能。估算行駛里程:SOC直接影響電動(dòng)汽車(chē)的行駛里程,,這對(duì)有效和安全的行程規(guī)劃至關(guān)重要,。優(yōu)化能效:精確的SOC測(cè)量可較大限度地減少能源浪費(fèi),同時(shí)較大限度地利用再生制動(dòng)延長(zhǎng)行駛里程,。確保充電安全:BMS利用SOC讀數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)汽車(chē)電池的充電速率,,采用涓流充電和受控快速充電等技術(shù)來(lái)保護(hù)電池壽命。它還能在動(dòng)態(tài)充電曲線(xiàn)的引導(dǎo)下,,確保單個(gè)電池的均衡充電,,從而優(yōu)化調(diào)整電流和電壓,保持電池健康并防止過(guò)度充電,。 BMS實(shí)時(shí)采集,、處理、存儲(chǔ)電池模組運(yùn)行過(guò)程中的重要信息,與外部設(shè)備如整車(chē)控制器交換信息,。三輪車(chē)BMS系統(tǒng)
軟件保護(hù)板BMS則采用嵌入式軟件實(shí)現(xiàn)電池管理系統(tǒng)的一種方式,。家用儲(chǔ)能BMS管理系統(tǒng)
BMS是鋰離子電池組的"大腦",對(duì)電芯(組)進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)控,、指揮及協(xié)調(diào),。從構(gòu)成上看,電池管理系統(tǒng)包括電池管理芯片(BMIC),、模擬前端(AFE),、嵌入式微處理器,以及嵌入式軟件等部分,。BMS根據(jù)實(shí)時(shí)采集的電芯狀態(tài)數(shù)據(jù),,通過(guò)特定算法來(lái)實(shí)現(xiàn)電池組的電壓保護(hù),、溫度保護(hù)、短路保護(hù),、過(guò)流保護(hù),、絕緣保護(hù)等功能,并實(shí)現(xiàn)電芯間的電壓平衡管理和對(duì)外數(shù)據(jù)通訊,。電池管理芯片(BMIC)是電源管理芯片的重要細(xì)分領(lǐng)域,,包括充電管理芯片、電池計(jì)量芯片和電池安全芯片,。充電管理芯片可將外部電源轉(zhuǎn)換為適合電芯的充電電壓和電流,,并在充電過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電芯的充電狀態(tài),調(diào)整控制充電電壓,、電流,,確保對(duì)電芯進(jìn)行安全、高效的充電,。根據(jù)鋰電池的特性,,充電管理芯片自動(dòng)進(jìn)行預(yù)充、恒流充電,、恒壓充電,,有效控制充電各個(gè)階段的充電狀態(tài)。 家用儲(chǔ)能BMS管理系統(tǒng)