電池管理系統(tǒng)(BMS)的均衡技術(shù)主要分為被動均衡和主動均衡兩大類,用于解決電池組內(nèi)單體性能差異問題。被動均衡屬于能量耗散型,當(dāng)檢測到某單體電壓過高時,通過導(dǎo)通開關(guān)管讓并聯(lián)電阻消耗其多余電量,直至與其他單體電壓一致。其優(yōu)勢是結(jié)構(gòu)簡單、成本低、可靠性高,適合消費(fèi)電子、低速電動車等中小容量電池組,但能量以熱能浪費(fèi),效率低且均衡速度慢,適用于小電流場景。主動均衡則是能量轉(zhuǎn)移型,通過不同介質(zhì)實(shí)現(xiàn)電量調(diào)配,具體包括電容式、電感式、變壓器式和 DC/DC 變換器式等。電容式利用電容在高低壓單體間切換傳遞能量,響應(yīng)快但單次轉(zhuǎn)移量少;電感式通過電感充放電轉(zhuǎn)移能量,效率 70%-80%,但體積較大且有電磁干擾;變壓器式借助多繞組變壓器實(shí)現(xiàn)多單體同時均衡,效率 80%-90%,不過設(shè)計(jì)復(fù)雜、成本高;DC/DC 變換器式通過雙向通道將高電壓單體能量轉(zhuǎn)移到總線再分配,效率超 90%,適合電動汽車等場景,但電路算法復(fù)雜??傮w而言,被動均衡因低成本適用于簡單場景,而主動均衡尤其是結(jié)合智能策略的方案,正逐步成為主流,能動態(tài)調(diào)整均衡強(qiáng)度,提升電池組壽命,廣泛應(yīng)用于大容量、高要求的設(shè)備中。對于電池管理系統(tǒng)(BMS)而言,除了均衡功能外,均衡策略的制定同樣至關(guān)重要。電摩BMS管理系統(tǒng)平臺
儲能BMS主動均衡和被動均衡的區(qū)別主要有能量的方式、啟動均衡條件、均衡電流、成本等。具體區(qū)別如下:能量的方式:主動均衡-主動采用儲能器件,將荷載較多能量的電芯部分能量轉(zhuǎn)移到能量較少的電芯上,是能量的轉(zhuǎn)移。被動均衡運(yùn)用電阻,將高荷電電量電芯的能量消耗掉,減少不同電芯之間差距,是能量的消耗。啟動均衡條件:只要壓差大于設(shè)定值便開始啟動主動均衡,均衡時間一般是24小時都在工作。在電池快接近充滿的電壓下才啟動被動放電均衡,均衡時間一般就幾個小時。均衡電流:主動均衡電流可達(dá)1-10A,充放電過程均可實(shí)現(xiàn),均衡效果明顯。被動均衡電流35mA-200mA不等,均衡電流越大,發(fā)熱越嚴(yán)重。成本:主動均衡電路復(fù)雜,故障率高,成本高。被動均衡軟硬件實(shí)現(xiàn)簡單,成本低。隨著電芯制造工藝不斷提升,電芯間的一致性越來越高。出于電路結(jié)構(gòu)和成本考慮,被動均衡的策略目前仍然是市場的主流選擇。 湖南貿(mào)易BMS當(dāng)溫度異常升高(如超過 60℃),立即切斷充放電回路,防止熱失控。
在應(yīng)用方面,BMS的身影***出現(xiàn)在多個領(lǐng)域。在電動汽車領(lǐng)域,BMS作用舉足輕重。除具備上述基礎(chǔ)功能外,還能實(shí)現(xiàn)能量回收,在車輛制動時,將制動能量轉(zhuǎn)化為電能儲存回電池,提升能源利用效率;依據(jù)電池實(shí)際狀態(tài),靈活調(diào)整快充電流,維護(hù)快充過程安全穩(wěn)定;針對大容量電池組,實(shí)現(xiàn)充電平衡,使各電池單體電壓維持均衡,延長電池整體壽命。在儲能系統(tǒng)中,BMS同樣發(fā)揮著關(guān)鍵作用。如今,儲能系統(tǒng)常涉及太陽能、風(fēng)能等多種能源,BMS通過對不同能源的監(jiān)測與操控,實(shí)現(xiàn)能源協(xié)調(diào)管理,確保系統(tǒng)穩(wěn)定供能。并且能夠預(yù)測能源需求峰谷,合理安排充放電時機(jī),實(shí)現(xiàn)峰谷填平,提升儲能系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性。對于移動設(shè)備,如智能手機(jī)、平板電腦等,BMS支持智能快充技術(shù),依據(jù)電池狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測,讓設(shè)備在短時間內(nèi)充電;通過監(jiān)測電池循環(huán)次數(shù)、溫度等參數(shù),幫助用戶合理使用設(shè)備,延長電池使用壽命。BMS還在航天航空、電動自行車、動力工具等領(lǐng)域應(yīng)用,為這些設(shè)備提供可靠的電源管理方案。
從市場數(shù)據(jù)來看,BMS市場前景十分廣闊。受益于電動汽車、消費(fèi)電子等行業(yè)的蓬勃發(fā)展,BMS市場規(guī)模持續(xù)擴(kuò)張。盡管2020年受全球衛(wèi)生事件影響,全球BMS市場規(guī)模增速有所下滑,但隨著電動汽車市場規(guī)模不斷擴(kuò)大,以及對電池效率要求日益提高,BMS市場重拾增長態(tài)勢。據(jù)BusinessWire估算及前瞻產(chǎn)業(yè)研究院分析,2021年全球BMS市場規(guī)模達(dá)億美元,預(yù)計(jì)到2026年將攀升至131億美元,年復(fù)合增長率(CAGR)達(dá)15%。其中,電動汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展極大推動了BMS的進(jìn)步,2020年動力電池應(yīng)用在全球BMS下游應(yīng)用占比中高達(dá)54%。2021年全球汽車電池管理系統(tǒng)BMS市場規(guī)模達(dá)億美元,較上一年大幅增長,2022年更是增長至46億美元,預(yù)計(jì)2023年將達(dá)到50億美元。在國內(nèi)市場,2020年BMS市場需求規(guī)模為97億元,2021年汽車BMS市場規(guī)模達(dá)億元,同比增長。預(yù)計(jì)未來,隨著國內(nèi)乃至全球電動汽車市場的進(jìn)一步拓展。 BMS通過監(jiān)控電池狀態(tài)(電壓/溫度/SOC/SOH),均衡電芯,防止過充/過放/過熱,延長電池壽命。
智慧動鋰家庭儲能BMS系統(tǒng),支持三元/鐵鋰電芯48V家儲平臺,管理高達(dá)16S單體電芯,具有多重軟件保護(hù)功能,帶防反接,均衡、預(yù)充、加熱功能,可擴(kuò)展限流板,支持多包并聯(lián)使用,參數(shù)可設(shè)置、LED/LCD顯示,支持RS485/CAN/藍(lán)牙等豐富接口。其產(chǎn)品具采用中穎等品牌高集成度AFE模擬前端方案,性能穩(wěn)定、安全、可靠;完善的保護(hù),支持過壓,欠壓,高溫、低溫及短路,充電器反接保護(hù)與復(fù)原功能;可擴(kuò)展性好,預(yù)留豐富接口,支持LCD顯示屏、藍(lán)牙、WiFi擴(kuò)展,可連接云端管理后臺;兼容多逆變器協(xié)議,已支持古瑞瓦特、德業(yè)、固德威、碩日、SMK、精石、邁格瑞能等主流品牌逆變器CAN、RS485協(xié)議,可按客戶私有協(xié)議定制開發(fā);鐵塔儲能BMS標(biāo)準(zhǔn)板型尺寸和接口,兼容性好,易于安裝和維護(hù)6.低壓通用48V家儲解決方案,可支持多達(dá)16包并包使用,支持10A/20A限流。 BMS主要功能包括電池狀態(tài)監(jiān)測(電壓/溫度/電流)、充放電控制、均衡管理、故障保護(hù)和通信交互。發(fā)展BMS管理系統(tǒng)方案定制
當(dāng)電池電壓、電流、溫度異常時,BMS 會迅速切斷充放電回路,防止熱失控或燃爆。電摩BMS管理系統(tǒng)平臺
BMS可根據(jù)電池狀態(tài)動態(tài)調(diào)整充放電策略,在快充時操控電流速率以保護(hù)電池,在車輛行駛中優(yōu)化能量分配,提升續(xù)航里程,還能與整車系統(tǒng)聯(lián)動,在發(fā)生碰撞、短路等緊急情況時迅速切斷電源,降低危險系數(shù)。在儲能系統(tǒng)中,無論是家庭儲能電站還是大型工商業(yè)儲能項(xiàng)目,BMS都承擔(dān)著關(guān)鍵角色,它能協(xié)調(diào)多組電池的充放電節(jié)奏,平衡電網(wǎng)峰谷負(fù)荷,當(dāng)電網(wǎng)斷電時,BMS可迅速切換至備用供電模式,確保供電連續(xù)性,同時通過長期數(shù)據(jù)記錄分析電池狀態(tài),為維護(hù)保養(yǎng)提供依據(jù)。在消費(fèi)電子領(lǐng)域,智能手機(jī)、筆記本電腦等設(shè)備的BMS雖體積小巧,但功能精細(xì),能動態(tài)調(diào)節(jié)充電電流,在電池接近滿電時自動降低電流,減少電池?fù)p耗,同時監(jiān)測電池循環(huán)次數(shù),提醒用戶及時更換老化電池。此外,在電動船舶、無人機(jī)、便攜式醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域,BMS也發(fā)揮著重要作用,例如無人機(jī)的BMS可根據(jù)飛行姿態(tài)和電量消耗實(shí)時調(diào)整動力輸出,確保飛行穩(wěn)定;醫(yī)療設(shè)備中的BMS則需滿足更高的可靠性要求,通過冗余設(shè)計(jì)防止電池突發(fā)故障影響設(shè)備運(yùn)行,可見BMS已成為現(xiàn)代電池應(yīng)用中不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)。 電摩BMS管理系統(tǒng)平臺