測量電池容量的理想方法是庫侖計數(shù)法,即通過測量一段時間內(nèi)流入和流出的電流,,進而得到流入或者流出電量,。SOC=總?cè)萘?(放電電流-充電電流)*時間根據(jù)電池測量系統(tǒng)的不同,有多種測量放電或充電電流的方法,。電流分流器:分流器是一個低歐姆電阻器,,用于測量電流。整個電流流經(jīng)分流器并產(chǎn)生電壓降,,然后進行測量,。這種方法會在電阻器上產(chǎn)生輕微的功率損耗?;魻栃獋鞲衅鳎哼@種傳感器通過磁場變化測量電流,。它解決了電流分流器典型的功率損耗問題,但成本較高,,且無法承受大電流,。巨磁電阻(GMR)傳感器:這種傳感器用作磁場檢測器,比霍爾效應傳感器更靈敏(也更昂貴),。它們的精確度很高,。庫侖測量涉及的計算相當復雜,主要由微控制器完成,。庫侖計數(shù)法是一種安培小時積分法,,可量化一段時間內(nèi)的電量,提供動態(tài),、連續(xù)的狀態(tài)更新,。開路電壓(OCV)通過計算電壓與電量之間的直接關(guān)系,評估剩余電量。不過,,庫侖計數(shù)法會因傳感器漂移或電池性能變化而隨時間累積誤差,,而開路電壓則也可能受到溫度波動和電池老化的影響。 BMS的主要功能有哪些,?電池包BMS測試
BMS是鋰離子電池組的"大腦",,對電芯(組)進行統(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)實時采集的電芯狀態(tài)數(shù)據(jù),,通過特定算法來實現(xiàn)電池組的電壓保護,、溫度保護、短路保護,、過流保護,、絕緣保護等功能,并實現(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分領(lǐng)域,,包括充電管理芯片、電池計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,,并在充電過程中實時監(jiān)測電芯的充電狀態(tài),調(diào)整充電電壓,、電流,,確保對電芯進行安全、及時的充電,。根據(jù)鋰電池的特性,充電管理芯片自動進行預充,、恒流充電,、恒壓充電,操作充電各個階段的充電狀態(tài),。 品牌BMS電池管理系統(tǒng)工廠電動汽車,、儲能系統(tǒng)、消費電子(手機/筆記本),、無人機,、工業(yè)設(shè)備等。
電池保護板的自身參數(shù),,比如自耗電分為工作自耗電和靜態(tài)(睡眠)自耗電,,保護板自耗電的電流一般是ua級別,。工作自耗電電流較大,主要為保護芯片,、mos驅(qū)動等消耗,。保護板的自耗電太大會過多消耗電池電量,如果長時間擱置的電池,,保護板自耗電可能導致電池虧電,。自耗電和內(nèi)阻等,他們不起保護作用,,但是對電池的性能是有影響的,。保護板的主回路內(nèi)阻也是一個很重要的參數(shù),保護板的主回路內(nèi)阻主要來源于pcb板上鋪設(shè)阻值,,mos的阻值(主要)和分流電阻的阻值,。在保護板進行充放電時,特別是mos部分,,會產(chǎn)生大量的熱,,因此一般保護板的mos上都需要貼一大塊的鋁片用于導熱和散熱。除了這些基本功能以外,,為了使用不同的應用場景個需求,,保護板還有各種各樣的附加功能(如均衡功能),特別是帶軟件的保護板,,功能更是異常豐富,,比如藍牙、wifi,、GPS,、串口、CAN等應有盡有,,再高階一點,,就成了電池管理系統(tǒng)了(BMS)。
高精度傳感技術(shù):升級除傳統(tǒng)的電壓,、電流和溫度傳感器外,,壓力傳感器、聲波傳感器,、紅外傳感器等高精度傳感器會更多地應用于BMS,。多傳感器融合技術(shù)將使BMS能夠更多角度、精確地監(jiān)控電池狀態(tài),,提前發(fā)現(xiàn)潛在危險,。主動均衡技術(shù)發(fā)展:被動均衡技術(shù)因其均衡效果較差逐漸難以滿足需求,隨著技術(shù)進步和成本降低,主動均衡技術(shù)將成為主流,,更好地解決電池組中各單體電池的容量,、電壓差異問題,延長電池使用壽命,。集成化與模塊化設(shè)計:未來的BMS將朝著高度集成化發(fā)展,,把更多的功能集成到一個芯片或模塊中,提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性,,同時降低成本,、減小體積。模塊化設(shè)計則使BMS能靈活適應不同類型和規(guī)模的電池系統(tǒng),,方便進行模塊替換和擴展,。強化安全冗余設(shè)計:一方面,在硬件上增加更多的冗余單元,,確保某個部分出現(xiàn)故障時系統(tǒng)仍能正常運行。另一方面,,加強網(wǎng)絡(luò)安全防護,,通過加密通信、身份驗證和入侵檢測等手段,,防范潛在的網(wǎng)絡(luò)攻擊,。推動標準化與互操作性:目前市場上電池與BMS的類型和廠商眾多,缺乏統(tǒng)一標準,,未來標準化進程將加快,,以實現(xiàn)不同廠商設(shè)備的互操作性,降低系統(tǒng)集成難度和成本,,促進電池技術(shù)的推廣應用,。多領(lǐng)域廣泛應用:除了在電動汽車領(lǐng)域的應用不斷深化。 通過動態(tài)均衡技術(shù),,減少電芯差異,;智能控制充放電區(qū)間(如限制SOC在20%-80%)。
BMS保護板的SOX算法估算方法,。SOX包括SOC,、SOE和SOP。SOC估計方法傳統(tǒng)方法:安時積分法,、開路電壓法基于電池模型的方法:卡爾曼濾波法、粒子濾波算法神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法:神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法,。SOP算法:根據(jù)電池的SOC和溫度,,查表確定持續(xù)充放電最大功率瞬時充放電最大功率。電芯的去極化速度,決定當前最大功率使用的頻率,。當SEI膜表面的Li離子堆積速度大于負極的吸收速度時候,,就會發(fā)生電壓下降,最大功率無法維持,。因此,,SOP的計算難點是峰值功率與持續(xù)功率如何過度?SOH算法:兩點法計算SOH根據(jù)OCV-SOC曲線確定兩個準確的SOC值,,并安時累積計算這兩個SOC之間的累積充入或放出電量,,然后計算出電池的容量,從而得到SOH,。算法有一定難度,,需要大量的數(shù)據(jù)和模型,才能較準確的估算,。 檢查通信信號,、測量單體電壓一致性、驗證保護功能(如過壓觸發(fā)斷電),。太陽能板BMS保護方案
優(yōu)化儲能電池充放電策略,,提升系統(tǒng)效率,支持電網(wǎng)調(diào)峰,、可再生能源平滑接入,。電池包BMS測試
技術(shù)層面,BMS正朝著高集成化,、智能化與車規(guī)級功能安全方向發(fā)展,。無線BMS技術(shù)已進入商用階段,通過分布式架構(gòu)與邊緣計算,,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的本地處理,,減少傳輸負擔。AI算法的融入使BMS能夠預測電池剩余壽命與潛在故障,,提前采取維護措施,。例如,機器學習優(yōu)化充放電策略,,適配電力現(xiàn)貨市場峰谷套利需求,。應用場景方面,BMS已從電動汽車擴展至儲能系統(tǒng),、便攜式電子設(shè)備及航空航天等領(lǐng)域,。在智能手機中,微型BMS集成于電路板,,側(cè)重輕量化與低功耗設(shè)計,;在航空領(lǐng)域,,BMS需滿足高可靠性、冗余設(shè)計及極端環(huán)境適應要求,。隨著2025年《新型儲能安全技術(shù)規(guī)范》的實施,,BMS的安全標準進一步升級,消防系統(tǒng)成本占比≥5%,,熱失控預警時間≥30分鐘,,推動行業(yè)向更安全、更便捷的方向發(fā)展,。電池包BMS測試