BMS 的均衡管理功能在電池組的運(yùn)行中扮演著至關(guān)重要的角色,。在電池組實(shí)際充放電進(jìn)程里,,由于電池單體在制造工藝上的細(xì)微差別,以及內(nèi)阻,、自放電率等固有特性的不同,,各單體電池的電壓、荷電狀態(tài)(SOC)等參數(shù)會(huì)逐漸產(chǎn)生不一致的狀況,。而均衡管理功能的中心作用,,便是借助特定手段促使電池組內(nèi)各個(gè)單體電池的電壓、SOC 等參數(shù)盡可能趨向一致,,有效規(guī)避因個(gè)別電池過充或過放而對(duì)整個(gè)電池組性能與壽命造成不良影響,。集中式 BMS:將所有電池單體的監(jiān)測(cè)和管理功能集中在一塊主控板上,適用于電池?cái)?shù)量較少,、系統(tǒng)規(guī)模較小的場(chǎng)合,,如電動(dòng)工具、智能家居,、電動(dòng)自行車等,。分布式 BMS:把電池單體的監(jiān)測(cè)和管理功能分散到多個(gè)從控板上,,主控板負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)和管理,適用于電池?cái)?shù)量較多,、系統(tǒng)規(guī)模較大的場(chǎng)合,,如電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能系統(tǒng)等,。隨著電池技術(shù)的不斷發(fā)展,,BMS也需要不斷升級(jí),以適應(yīng)新型電池的特性和需求,。鉛酸改鋰電池BMS電池管理系統(tǒng)保護(hù)板
BMS系統(tǒng)硬件架構(gòu)與組:件硬件層主控單元(MCU):負(fù)責(zé)算法執(zhí)行,,如TI的C2000系列、NXP S32K,。模擬前端(AFE):高精度采集電芯電壓(如ADI LTC6813,,支持18串監(jiān)測(cè))。執(zhí)行單元:包含繼電器,、熔斷器,、MOSFET等,響應(yīng)保護(hù)指令,。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)線束布局:采用耐高溫硅膠線(-40℃~200℃),,降低阻抗與EMI干擾。散熱設(shè)計(jì):鋁制殼體結(jié)合導(dǎo)熱硅脂,,熱傳導(dǎo)系數(shù)≥5W/m·K,。電池組集成電芯成組:通過激光焊接或超聲波焊連接鎳片,內(nèi)阻≤0.5mΩ,。模塊化設(shè)計(jì):支持48V/72V低壓平臺(tái)或800V高壓快充架構(gòu),兼容方形/圓柱/軟包電芯,。電池包BMS效果對(duì)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,。
電池管理系統(tǒng)(BMS)主要功能:安全保護(hù):實(shí)時(shí)監(jiān)控電池電壓,、電流、溫度等參數(shù),,觸發(fā)過充,、過放、過流,、短路及溫度異常保護(hù),,防止熱失控風(fēng)險(xiǎn)。狀態(tài)估算:精細(xì)估算電池荷電狀態(tài)(SOC),、健康狀態(tài)(SOH)和功率狀態(tài)(SOP),,為充放電策略提供數(shù)據(jù)支持,。電芯均衡:通過被動(dòng)均衡(電阻耗能)或主動(dòng)均衡(能量轉(zhuǎn)移),消除組內(nèi)單體電芯的電壓差異,,延長電池壽命,。數(shù)據(jù)通信:支持CAN、RS485,、藍(lán)牙等通信協(xié)議,,與整車控制器(VCU)或上位機(jī)交互數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障診斷,。
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(dāng)電池組中單體電池電壓差異超過設(shè)定閾值時(shí),,啟動(dòng)均衡電路進(jìn)行均衡,實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡(jiǎn)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?;?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(shí)施均衡,。此策略能更精確反映電池實(shí)際荷電狀態(tài),,實(shí)現(xiàn)真正的電量均衡,然而 SOC 估算的準(zhǔn)確性會(huì)對(duì)均衡效果產(chǎn)生影響,,需要更為復(fù)雜的算法與硬件支持,。還有混合均衡策略,它綜合結(jié)合電壓和 SOC 兩種參數(shù)進(jìn)行均衡判斷,,多方位考慮了電池的電壓和實(shí)際荷電狀態(tài),,能更完善地實(shí)現(xiàn)電池組的均衡管理,提升均衡的準(zhǔn)確性與有效性,,只是算法較為復(fù)雜,,對(duì) BMS 的計(jì)算能力和硬件性能要求頗高。BMS的均衡管理是什么,?
鋰電池過充過放的本質(zhì):充電時(shí),,鋰離子從正極板脫嵌,通過電解液嵌入到負(fù)極板上,;放電時(shí),,鋰離子從負(fù)極板上脫嵌,并經(jīng)由電解液嵌入到正極板上;鋰離子電池的充放電過程是鋰離子在極板上的嵌入和脫嵌過程,。充電時(shí),,隨著鋰離子的脫嵌,正極材料體積會(huì)發(fā)生一定量的收縮,;放電時(shí),,隨著鋰離子的嵌入,正極材料體積會(huì)發(fā)生一定量的膨脹,。過充時(shí),,正極晶格會(huì)產(chǎn)生崩塌,鋰離子在負(fù)極會(huì)形成鋰枝晶從而刺破隔膜,,造成電池的損壞,。過放時(shí),正極材料活性變差,,阻止鋰離子的嵌入,,電池容量急劇下降。如果發(fā)生正極材料體積過度膨脹,,會(huì)破壞電池的物理結(jié)構(gòu),,從而導(dǎo)致電池的損壞。鋰電池是否可以不使用BMS保護(hù)板,?便攜式戶外電源BMS電池管理芯片
鋰電池是否可以不使用BMS保護(hù)板嗎,?鉛酸改鋰電池BMS電池管理系統(tǒng)保護(hù)板
在組成結(jié)構(gòu)上,BMS 分為硬件與軟件兩大部分,。硬件包含主控單元,,通常由微控制器(MCU)或數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)擔(dān)當(dāng),負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理與指令發(fā)出,;電壓,、電流、溫度采集電路,,分別用于采集對(duì)應(yīng)參數(shù),;保護(hù)電路在異常時(shí)切斷電路;均衡電路實(shí)現(xiàn)電池電量平衡,;通信接口電路支持多種通信協(xié)議,保障數(shù)據(jù)傳輸,。軟件涵蓋底層驅(qū)動(dòng)軟件,,負(fù)責(zé)硬件交互;電池管理算法,,如 SOC 估算,、SOH 評(píng)估、均衡及充放電控制算法等,,是 BMS 重心,;通信協(xié)議棧保障通信順暢,;用戶界面軟件則為用戶提供直觀操作界面。鉛酸改鋰電池BMS電池管理系統(tǒng)保護(hù)板