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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(guò)充,、過(guò)放、過(guò)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(guò)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(zhǎng)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(chē)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,。均衡是BMS鋰電池保護(hù)板中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。新能源BMS電池管理系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)
隨著新能源技術(shù)迭代與“雙碳”目標(biāo)推進(jìn),,BMS鋰電池保護(hù)板的應(yīng)用場(chǎng)景正從消費(fèi)電子向工業(yè)儲(chǔ)能,、智能交通等領(lǐng)域加速滲透。在消費(fèi)端,,電動(dòng)自行車(chē),、無(wú)人機(jī)等小型動(dòng)力設(shè)備對(duì)BMS的需求持續(xù)增長(zhǎng),藍(lán)牙智能保護(hù)板因支持手機(jī)APP監(jiān)控電池健康度(SOH)和防盜定位功能,,2023年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模已突破15億元,,年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)22%。工業(yè)領(lǐng)域,,鉛酸電池替代浪潮推動(dòng)BMS在基站儲(chǔ)能,、光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用,大電流型號(hào)(300-500A)通過(guò)主動(dòng)均衡技術(shù)將電池組循環(huán)壽命提升至6000次以上,,配合液冷溫控模塊可在-30℃至65℃環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行,,已應(yīng)用于青藏高原光儲(chǔ)電站等極端環(huán)境項(xiàng)目。新能源汽車(chē)領(lǐng)域,,BMS與整車(chē)控制系統(tǒng)深度集成,,通過(guò)多階卡爾曼濾波算法將SOC(電量)估算誤差壓縮至±3%,,并聯(lián)動(dòng)云端實(shí)現(xiàn)電池狀態(tài)遠(yuǎn)程診斷,比亞迪刀片電池,、寧德時(shí)代麒麟電池等產(chǎn)品均搭載第四代智能BMS,,支持10ms級(jí)短路保護(hù)響應(yīng),推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航提升8%-15%,。未來(lái),,隨著鈉離子電池、固態(tài)電池等新型儲(chǔ)能技術(shù)商用,,BMS將向高精度(電壓檢測(cè)±1mV),、高擴(kuò)展(兼容多電化學(xué)體系)方向演進(jìn),同時(shí)融合AI預(yù)測(cè)性維護(hù)功能,,進(jìn)一步拓展至船舶動(dòng)力、航空航天等高價(jià)值場(chǎng)景,。鉛酸改鋰電池BMS智能化,、高精度、長(zhǎng)壽命的發(fā)展趨勢(shì),。
BMS分為純硬件BMS保護(hù)板和軟件結(jié)合硬件的BMS保護(hù)板,。純硬件的BMS保護(hù)板是一組比較固定的保護(hù)參數(shù),根據(jù)自身采集到的電壓,、電流,、溫度等狀態(tài)保護(hù)與恢復(fù),不需要MCU參與,,這樣的保護(hù)板也就不具備通訊信息交互的功能,。而軟件+硬件的方式,MCU可以對(duì)信息的實(shí)時(shí)采集與外部交互,,上傳BMS保護(hù)板實(shí)時(shí)信息,。一般為了更好地分析電池過(guò)去的狀態(tài),尤其是在故障分析和算法建模的時(shí)候,,需要大量的數(shù)據(jù)支撐,,這時(shí)候就需要log存儲(chǔ)功能,盡可能多的記錄BMS的數(shù)據(jù),。
目前市場(chǎng)上兩輪電動(dòng)車(chē)電池類(lèi)型主要有鉛酸電池,,鋰電池等。現(xiàn)在的電池管理存在電池壽命短,,充電設(shè)施不完善,,電池回收利用中對(duì)廢舊電池處理不當(dāng)對(duì)環(huán)境造成污染等問(wèn)題。針對(duì)現(xiàn)有問(wèn)題,,我們應(yīng)采取一些新的管理方案,。首先是采用智能充電樁,,實(shí)現(xiàn)電池的智能充電,避免過(guò)沖,,過(guò)放現(xiàn)象,,延長(zhǎng)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(gòu)車(chē)成本的同事減輕充電設(shè)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(wú)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),,大力推廣智能電池管理系統(tǒng)BMS,可以提前預(yù)警潛在問(wèn)題,,提高電池的使用壽命并可以降低事故發(fā)生幾率,。BMS鋰電池保護(hù)板可以按照串?dāng)?shù)和持續(xù)放電電流大小來(lái)區(qū)分。
電池管理系統(tǒng)大的方向講,,在電動(dòng)汽車(chē)和混合動(dòng)力汽車(chē)中必不可少,,必須對(duì)電池進(jìn)行檢測(cè),才能保證電池正常充放電,,防止過(guò)充和過(guò)放,,延長(zhǎng)使用壽命,保證續(xù)航里程,。鋰電池能量密度高,,電池內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)活性強(qiáng)。當(dāng)電芯出現(xiàn)過(guò)充,、過(guò)放等非正常使用時(shí),,極有可能出現(xiàn)電池?fù)p壞,極端情況下,,還會(huì)導(dǎo)致起火,。因此,鋰電池需要有一套監(jiān)控系統(tǒng),,隨時(shí)監(jiān)控鋰電池的電壓,、電流等參數(shù),一旦超過(guò)事先設(shè)定的閾值,,則直接關(guān)斷電池主回路,。因此,電池管理系統(tǒng)BMS是電動(dòng)車(chē)的關(guān)鍵要素,。BMS保護(hù)板分為分口和同口保護(hù)板,。特種車(chē)輛BMS電池管理系統(tǒng)測(cè)試
BMS的集成化趨勢(shì)也越來(lái)越明顯,。新能源BMS電池管理系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)
隨著新能源技術(shù)迭代,鋰電池保護(hù)板正朝向高集成化(單芯片SOC+AFE),、智能化(AI故障預(yù)測(cè))及無(wú)線化方向發(fā)展,。例如,智慧動(dòng)鋰電子推出的AI-BMS方案,,通過(guò)LSTM算法分析歷史數(shù)據(jù),,可提前48小時(shí)預(yù)警電池失效,準(zhǔn)確率超92%,;其無(wú)線保護(hù)板采用藍(lán)牙Mesh組網(wǎng),,節(jié)省90%線束成本。然而,,固態(tài)電池(單體電壓>5V),、鈉離子電池等新體系的普及,也對(duì)保護(hù)板的電壓監(jiān)測(cè)范圍,、算法兼容性提出了新挑戰(zhàn),。未來(lái),融合邊緣計(jì)算與云平臺(tái)的協(xié)同管理,,將成為鋰電池保護(hù)板技術(shù)升級(jí)的重心路徑。綜上,,鋰電池保護(hù)板作為電池安全的重心防線,,其技術(shù)演進(jìn)始終圍繞精度提升、功能集成與場(chǎng)景適配展開(kāi),。在碳中和目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下,,該領(lǐng)域?qū)⒊掷m(xù)吸引研發(fā)投入,推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)向更安全,、高效的方向邁進(jìn),。新能源BMS電池管理系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)