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(guò)充或過(guò)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(chē)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(chē)、儲(chǔ)能系統(tǒng)等。智慧動(dòng)鋰家庭儲(chǔ)能BMS系統(tǒng)支持三元/鐵鋰電芯48V家儲(chǔ)平臺(tái)。共享?yè)Q電柜BMS保護(hù)芯片
SOC的重要性是防止電池?fù)p壞:將SOC保持在20%至80%之間,電動(dòng)汽車(chē)BMS可防止電池過(guò)度磨損,延長(zhǎng)SOH、容量和運(yùn)行壽命。BMS還依靠準(zhǔn)確的SOC讀數(shù)來(lái)降低電池單元因完全充電和深度放電而受損的風(fēng)險(xiǎn)。性能優(yōu)化:電動(dòng)汽車(chē)電池在特定的SOC范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)可實(shí)現(xiàn)較好性能。盡管根據(jù)電池化學(xué)成分和設(shè)計(jì)的不同,這些范圍也會(huì)有所不同,但大多數(shù)電動(dòng)汽車(chē)電池都能在20%至80%,SOC范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效的電力傳輸和強(qiáng)勁的加速性能。估算行駛里程:SOC直接影響電動(dòng)汽車(chē)的行駛里程,這對(duì)有效和安全的行程規(guī)劃至關(guān)重要。優(yōu)化能效:精確的SOC測(cè)量可較大限度地減少能源浪費(fèi),同時(shí)較大限度地利用再生制動(dòng)延長(zhǎng)行駛里程。確保充電安全:BMS利用SOC讀數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)汽車(chē)電池的充電速率,采用涓流充電和受控快速充電等技術(shù)來(lái)保護(hù)電池壽命。它還能在動(dòng)態(tài)充電曲線的引導(dǎo)下,確保單個(gè)電池的均衡充電,從而優(yōu)化調(diào)整電流和電壓,保持電池健康并防止過(guò)度充電。電池包BMS軟件開(kāi)發(fā)智慧動(dòng)鋰高壓工廠儲(chǔ)能BMS系統(tǒng),采用高速32位MCU和高性能車(chē)規(guī)級(jí)AFE,保證高效率和高精度二級(jí)或三級(jí)架構(gòu)。
鋰電池過(guò)充過(guò)放的本質(zhì):充電時(shí),鋰離子從正極板脫嵌,通過(guò)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(guò)程是鋰離子在極板上的嵌入和脫嵌過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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。
均衡管理具有不可忽視的重要性。它能夠延長(zhǎng)電池組的使用壽命,通過(guò)均衡操作,讓電池組中各單體電池的充放電深度基本保持一致,防止個(gè)別電池因過(guò)度充放電而加速老化,進(jìn)而有效延長(zhǎng)整個(gè)電池組的使用時(shí)長(zhǎng)。同時(shí),可提高電池組性能,均衡后的電池組能夠輸出更為穩(wěn)定的電壓和電流,減少因電池不一致性導(dǎo)致的能量損失和功率下降,提升電池組的整體性能與效率。另外,還能增強(qiáng)安全性,避免因個(gè)別電池過(guò)充過(guò)放引發(fā)鼓包、燃燒甚至危險(xiǎn)等嚴(yán)重安全問(wèn)題,切實(shí)提高電池組的安全性與可靠性 。BMS鋰電池保護(hù)板涉及4種芯片,即電池充電、電池電量計(jì)、電池監(jiān)視芯片、電池保護(hù)芯片。
從實(shí)現(xiàn)方式來(lái)看,主要分為被動(dòng)均衡與主動(dòng)均衡。被動(dòng)均衡,即耗能式均衡,一般利用電阻等耗能元件來(lái)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易、成本較低,然而會(huì)產(chǎn)生熱量,導(dǎo)致能量浪費(fèi),且均衡效率相對(duì)不高,比較適用于對(duì)成本較為敏感、電池組容量較小以及充電頻率不高的應(yīng)用場(chǎng)景,例如一些小型鋰電池設(shè)備。主動(dòng)均衡,也叫非耗能式均衡,它借助電感、電容、變壓器等儲(chǔ)能元件,把電量從電壓高的電池轉(zhuǎn)移到電壓低的電池,實(shí)現(xiàn)電池間的能量轉(zhuǎn)移與均衡。主動(dòng)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(dòng)汽車(chē)、儲(chǔ)能系統(tǒng)等對(duì)電池性能和安全性要求嚴(yán)苛的領(lǐng)域,不過(guò)其電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本也相對(duì)較高。智能化、高精度、長(zhǎng)壽命的發(fā)展趨勢(shì)。中穎BMS電池管理系統(tǒng)品牌
BMS系統(tǒng)保護(hù)板在預(yù)防過(guò)充、過(guò)放、短路等問(wèn)題方面發(fā)揮重要作用,能有效降低電池?fù)p壞甚至起火的風(fēng)險(xiǎn)。共享?yè)Q電柜BMS保護(hù)芯片
從功能層面來(lái)看,BMS 的首要任務(wù)是電池狀態(tài)監(jiān)測(cè),對(duì)電池組的電壓、電流、溫度、荷電狀態(tài)(SOC)、健康狀態(tài)(SOH)等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)、精細(xì)的監(jiān)控。憑借這些數(shù)據(jù),BMS 可全方面掌握電池組的工作狀況,為后續(xù)操作提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在保護(hù)功能上,過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流、短路、過(guò)溫等保護(hù)機(jī)制一應(yīng)俱全。一旦電池參數(shù)偏離安全范圍,BMS 能迅速響應(yīng),切斷電路,有效規(guī)避電池起火、危險(xiǎn)等嚴(yán)重安全事故。同時(shí),BMS 具備電池均衡功能,鑒于電池組中單體電池在容量、內(nèi)阻等方面存在固有差異,易在充放電時(shí)出現(xiàn)不均衡,BMS 通過(guò)主動(dòng)或被動(dòng)均衡方式,促使各單體電池的電壓、荷電狀態(tài)保持一致,優(yōu)異提升電池組整體性能與使用壽命。此外,BMS 還承擔(dān)著能量管理職責(zé),依據(jù)電池狀態(tài)與設(shè)備需求,合理調(diào)控電池充放電過(guò)程,在電動(dòng)汽車(chē)中,能根據(jù)車(chē)輛行駛狀態(tài)與電池電量,精細(xì)控制電池向電機(jī)的電量輸出,并在制動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)能量回收。并且,BMS 通過(guò)通信接口與外部設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互,將電池狀態(tài)信息上傳至上位機(jī),接收上位機(jī)指令,達(dá)成遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理。共享?yè)Q電柜BMS保護(hù)芯片