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)動軟件,負(fù)責(zé)硬件交互,;電池管理算法,,如 SOC 估算、SOH 評估,、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,。智慧動鋰儲能BMS系統(tǒng)采用3+1級架構(gòu)模式。電池包BMS電池管理系統(tǒng)云平臺
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(lǐng)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(yīng)鏈優(yōu)勢,,逐步搶占全球市場份額,。中期(2025-2030):AI驅(qū)動的“預(yù)測性BMS”成為主流,實(shí)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(shù)推動BMS架構(gòu)革新。長期(2030+):BMS與能源互聯(lián)網(wǎng)深度融合,,成為智慧電網(wǎng),、V2G(車網(wǎng)互動)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。跨行業(yè)應(yīng)用(如太空能源,、深海設(shè)備)拓展BMS邊界,。如何BMS電池管理均衡管理是通過被動或主動均衡電路,確保電池組中各個(gè)單元的電壓和容量保持一致,,提高電池組整體性能,。
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(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)板便會切斷充電回路,,停止充電,。被動均衡的優(yōu)點(diǎn)是成本低廉且電路設(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被浪費(fèi)了。
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),,啟動均衡電路進(jìn)行均衡,,實(shí)現(xiàn)相對簡便,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,。基于 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)確性會對均衡效果產(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 BMS 的計(jì)算能力和硬件性能要求頗高,。BMS保護(hù)板的被動均衡是將單體電池中容量較多的個(gè)體消耗掉,,實(shí)現(xiàn)整體的均衡。
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(shí)現(xiàn)恒流充電、恒壓充電等不同階段的轉(zhuǎn)換,,確保電池能夠快速,、安全地充滿電,同時(shí)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(dāng)電池的 SOC 降低到一定程度時(shí),,BMS 會發(fā)出報(bào)警信號,并采取相應(yīng)措施限制放電,,以保護(hù)電池的性能和壽命,。此外,BMS 還可以根據(jù)負(fù)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(fù)載提供電力。均衡管理:由于電池組中的各個(gè)單體電池在生產(chǎn)工藝,、使用環(huán)境等方面存在差異,,長時(shí)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(jìn)行均衡處理,使各個(gè)電池的電量保持一致,,從而提高電池組的整體性能和壽命,。BMS的安全保護(hù)功能包括過充保護(hù)、過放保護(hù),、短路保護(hù),、溫度保護(hù)等,確保電池組的安全運(yùn)行,。中穎BMS電池管理系統(tǒng)工廠
當(dāng)電池的電壓低于設(shè)定的欠壓指示電壓時(shí),,保護(hù)板會自動斷電,,從而避免發(fā)熱、膨脹等不安全現(xiàn)象發(fā)生,。電池包BMS電池管理系統(tǒng)云平臺
鋰電池保護(hù)板分為硬件板與軟件板所謂硬件板,,就是保護(hù)板上沒有可以進(jìn)行編程的芯片,只是按照特定的線路進(jìn)行連接,,保護(hù)板的參數(shù)是固定的,。這一類保護(hù)板一般成本較低,功能簡單,,很難實(shí)現(xiàn)邏輯上的特殊控制要求,。而軟件板則是在硬件板的基礎(chǔ)上,加了可以編程的芯片,,因此這類保護(hù)板除了實(shí)現(xiàn)基本功能以外,,還能實(shí)現(xiàn)很多特殊的功能。保護(hù)板為了現(xiàn)實(shí)保護(hù)電池的功能,,必須要能夠主動切斷電池主回路,。因此,在電池包內(nèi)部,,電池的主回路是要經(jīng)過保護(hù)板的,。為了對充電和放電都能進(jìn)行控制,保護(hù)板必須具有兩個(gè)開關(guān),,分別控制充電和放電回路,。在同口保護(hù)板中,這兩個(gè)開關(guān)串在一條線上,,接到電池包外部,,充電和放電都經(jīng)過此線。而在分口保護(hù)板中,,電池分出兩根線,,分別接充電開關(guān)和放電開關(guān),再接到電池外部,。電池包BMS電池管理系統(tǒng)云平臺