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(shè)有一個上限保護(hù)電壓值,一旦某一串電池達(dá)到此值,,鋰電池保護(hù)板便會切斷充電回路,,停止充電。被動均衡的優(yōu)點(diǎn)在于成本低廉且電路設(shè)計(jì)相對簡單,,但其缺點(diǎn)在于只基于較低電池殘余量進(jìn)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(fèi),。 儲能BMS主動均衡和被動均衡的區(qū)別主要有能量的方式,、啟動均衡條件、均衡電流,、成本等,。家用儲能BMS管理系統(tǒng)
2024年BMS將出現(xiàn)三大變革1、打通BMS和EMS隨著儲能系統(tǒng)被納入各類電力市場交易主體,,其盈利模式變得多樣化,,需要更高的數(shù)據(jù)處理和預(yù)測能力來優(yōu)化收益。BMS和EMS的整合將使儲能系統(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)測電價走勢,優(yōu)化電池充放電策略,,從而提高儲能的整體收益,。2、從BMS向EMS跨進(jìn)在工商業(yè)市場,,儲能系統(tǒng)需要具備更高級別的能量管理和綜合控制能力,,以滿足復(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),,揭示了儲能管理系統(tǒng)從單純的關(guān)注電池管理擴(kuò)展到了整個能源系統(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,,可以供應(yīng)閾值的功率而不傷害電池;在剎車時,,可以盡量多地回收能量而不傷害電池,,這樣可以保證車輛在行駛過程中不會因?yàn)榍穳夯蛘哌^流而失去動力。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,彼此間SOC相差很?。ㄒ话阈∮?%),;但當(dāng)SOC很低時,可能會出現(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放電壓,,SOP必須精確地估算出下一時刻該電芯能夠輸出的閾值輸出功率,以限制對電池的使用從而保護(hù)電池,。同理,,動能回收需要計(jì)算好的SOP保證電壓比較高的某節(jié)電芯不會進(jìn)入過充保護(hù),也不能進(jìn)入過流保護(hù),。
電池計(jì)量芯片(電量計(jì)IC)主要用來采集電芯電壓,、溫度、電流等信息,,通過庫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。一級保護(hù)IC可以控制充,、放電MOSFET,,保護(hù)動作是可恢復(fù)的,即當(dāng)發(fā)生過充,、過放,、過流、短路等安全事件時就會斷開相應(yīng)的充放電開關(guān),安全事件解除后就會重新恢復(fù)閉合開關(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,,硬件用來實(shí)現(xiàn)高精度采樣和低功耗運(yùn)行;算法用來對電池進(jìn)行建模;固件用來實(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,,通常需要考慮到電芯化學(xué)類型,、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,,以及存儲介質(zhì)和封裝形式等。BMS系統(tǒng)保護(hù)板在預(yù)防過充,、過放,、短路等問題方面發(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,。
SOC的重要性是防止電池?fù)p壞:通過將SOC保持在20%至80%之間,,電動汽車BMS可防止電池過度磨損,延長SOH,、容量和運(yùn)行壽命,。BMS還依靠準(zhǔn)確的SOC讀數(shù)來降低電池單元因完全充電和深度放電而受損的風(fēng)險。性能優(yōu)化:電動汽車電池在特定的SOC范圍內(nèi)運(yùn)行時可實(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,,這些范圍也會有所不同,但大多數(shù)電動汽車電池都能在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直接影響電動汽車的行駛里程,,這對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測量可較大限度地減少能源浪費(fèi),,同時較大限度地利用再生制動延長行駛里程,。確保充電安全:BMS利用SOC讀數(shù)來調(diào)節(jié)電動汽車電池的充電速率,采用涓流充電和受控快速充電等技術(shù)來保護(hù)電池壽命,。它還能在動態(tài)充電曲線的引導(dǎo)下,,確保單個電池的均衡充電,從而優(yōu)化調(diào)整電流和電壓,,保持電池健康并防止過度充電,。 BMS實(shí)時采集,、處理、存儲電池模組運(yùn)行過程中的重要信息,與外部設(shè)備如整車控制器交換信息,。三輪車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,。家用儲能BMS管理系統(tǒng)
BMS是鋰離子電池組的"大腦",,對電芯(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)時采集的電芯狀態(tài)數(shù)據(jù),通過特定算法來實(shí)現(xiàn)電池組的電壓保護(hù),、溫度保護(hù),、短路保護(hù)、過流保護(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,,并在充電過程中實(shí)時監(jiān)測電芯的充電狀態(tài),,調(diào)整控制充電電壓、電流,,確保對電芯進(jìn)行安全,、高效的充電。根據(jù)鋰電池的特性,,充電管理芯片自動進(jìn)行預(yù)充,、恒流充電、恒壓充電,,有效控制充電各個階段的充電狀態(tài),。 家用儲能BMS管理系統(tǒng)