電池管理系統(tǒng)(BMS,Battery Management System)4. 未來前景展望短期(2023-2025):新能源汽車和儲能領域仍是BMS主要戰(zhàn)場,無線BMS加速商業(yè)化,。中國廠商憑借本土供應鏈優(yōu)勢,逐步搶占全球市場份額。中期(2025-2030):AI驅動的“預測性BMS”成為主流,,實現(xiàn)電池全生命周期管理,。固態(tài)電池、鈉離子電池等新技術推動BMS架構革新,。長期(2030+):BMS與能源互聯(lián)網深度融合,,成為智慧電網、V2G(車網互動)的關鍵節(jié)點,??缧袠I(yè)應用(如太空能源、深海設備)拓展BMS邊界,。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。充電柜BMS管理平臺
從組成結構來看,,BMS 包含硬件與軟件部分,。硬件部分的主控單元由微控制器(MCU)或數(shù)字信號處理器(DSP)擔當中心,負責收集和處理來自電壓采集電路,、電流采集電路,、溫度采集電路的數(shù)據(jù),并依據(jù)分析結果控制充電控制電路,、放電控制電路以及均衡電路等執(zhí)行相應操作,。軟件部分則由底層驅動程序、電池管理算法,、通信協(xié)議棧和用戶界面程序構成,。底層驅動程序與硬件交互,保障設備正常運轉,;電池管理算法通過復雜數(shù)學模型和邏輯判斷實現(xiàn)精確管理,;通信協(xié)議棧實現(xiàn)與外部設備通信,協(xié)同整個系統(tǒng)工作,;用戶界面程序為用戶提供直觀操作界面,,用于顯示電池狀態(tài)、設置參數(shù)及故障診斷報警等,。憑借這些功能和結構,,BMS 在各應用領域發(fā)揮著不可或缺的作用,在電動汽車中保障電池安全高效運行,、提升續(xù)航與安全性,;在電動自行車上保護電池、提升性能和用戶體驗;在儲能系統(tǒng)里集中管理電池,,確保一致性,、可靠性以及系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性 。機器人BMS工作原理對于電池管理系統(tǒng)而言,,除了均衡功能外,,均衡策略的制定同樣非常重要。
SOC的重要性是防止電池損壞: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、容量和運行壽命,。BMS還依靠準確的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險,。性能優(yōu)化:電動汽車電池在特定的SOC范圍內運行時可實現(xiàn)較好性能。盡管根據(jù)電池化學成分和設計的不同,,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范圍內實現(xiàn)高效的電力傳輸和強勁的加速性能,。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,,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來保護電池壽命,。它還能在動態(tài)充電曲線的引導下,確保單個電池的均衡充電,,從而優(yōu)化調整電流和電壓,,保持電池健康并防止過度充電。
目前市場上兩輪電動車電池類型主要有鉛酸電池,,鋰電池,,鉛酸改鋰電等,然后,,現(xiàn)在的電池管理存在電池壽命短,,充電設施不完善,電池回收利用中對廢舊電池處理不當對環(huán)境造成污染等問題,。針對現(xiàn)有問題,,我們應采取一些新的管理方案。首先是采用智能充電樁,,實現(xiàn)電池的智能充電,,避免過沖,過放現(xiàn)象,延長電池壽命,;其次,,可以采用電池租賃的方式,推廣電池租賃模式,,降低用戶購車成本的同時減輕充電設施壓力,;再次是建立完善的電池回收體系,提高廢舊電池回收率,,減少環(huán)境污染,;還可以利用無物聯(lián)網技術,大力推廣智能電池管理系統(tǒng)BMS,,可以提前預警潛在問題,,提高電池的使用壽命并可以降低事故發(fā)生幾率。智慧動鋰家庭儲能BMS系統(tǒng)支持三元/鐵鋰電芯48V家儲平臺,。
從實現(xiàn)方式來看,,主要分為被動均衡與主動均衡。被動均衡,,即耗能式均衡,,一般利用電阻等耗能元件來消耗電壓較高電池的多余電量,以此促使電池組中各單體電池電壓趨于均衡,。這種方式結構簡易,、成本較低,然而會產生熱量,,導致能量浪費,,且均衡效率相對不高,比較適用于對成本較為敏感,、電池組容量較小以及充電頻率不高的應用場景,,例如一些小型鋰電池設備。主動均衡,,也叫非耗能式均衡,,它借助電感、電容,、變壓器等儲能元件,,把電量從電壓高的電池轉移到電壓低的電池,實現(xiàn)電池間的能量轉移與均衡,。主動均衡方式能夠優(yōu)異減少能量損耗,,均衡速度快、效率高,,適用于大容量,、高倍率充放電的電池組,,像電動汽車、儲能系統(tǒng)等對電池性能和安全性要求嚴苛的領域,,不過其電路結構復雜,,成本也相對較高。均衡管理是通過被動或主動均衡電路,,確保電池組中各個單元的電壓和容量保持一致,,提高電池組整體性能。便攜式電源BMS工廠
連電池BMS保護系統(tǒng)能夠實時獲取電池的基本參數(shù),,包括電壓,、溫度和電流等。充電柜BMS管理平臺
充電管理:根據(jù)電池的狀態(tài)(如 SOC,、溫度等),,精確控制充電器對電池組的充電過程。包括控制充電電流,、電壓,,實現(xiàn)恒流充電、恒壓充電等不同階段的轉換,,確保電池能夠快速,、安全地充滿電,同時避免過充對電池造成損害,。放電管理:監(jiān)測電池組的放電狀態(tài),防止電池過度放電,。當電池的 SOC 降低到一定程度時,,BMS 會發(fā)出報警信號,并采取相應措施限制放電,,以保護電池的性能和壽命,。此外,BMS 還可以根據(jù)負載的需求,,合理分配電池組的放電電流,,確保電池組能夠穩(wěn)定地為負載提供電力。均衡管理:由于電池組中的各個單體電池在生產工藝,、使用環(huán)境等方面存在差異,,長時間使用后會出現(xiàn)電壓、容量等參數(shù)的不一致性,,即電池不均衡,。BMS 通過均衡電路對單體電池進行均衡處理,使各個電池的電量保持一致,,從而提高電池組的整體性能和壽命,。充電柜BMS管理平臺