從中心功能來看,BMS首先承擔(dān)著精細(xì)監(jiān)測(cè)的任務(wù),通過電壓傳感器、電流傳感器和溫度傳感器,實(shí)時(shí)采集電池組中單體電池的電壓、總電流、各區(qū)域溫度以及SOC(StateofCharge,剩余電量)、SOH(StateofHealth,健康狀態(tài))等關(guān)鍵參數(shù),為后續(xù)調(diào)控提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。其次,它具備智能充放電管理能力,根據(jù)電池當(dāng)前狀態(tài)動(dòng)態(tài)調(diào)整充放電策略,例如在充電階段采用分段式充電法,避免過充導(dǎo)致電解液分解;在放電階段通過限制最大電流,防止過放造成電極結(jié)構(gòu)不可逆損壞,從而延長電池使用壽命。此外,均衡功能是BMS的重要特性,當(dāng)電池組中單體電池出現(xiàn)電壓不一致時(shí),BMS會(huì)通過主動(dòng)均衡或被動(dòng)均衡方式,將能量從電壓較高的電池轉(zhuǎn)移到電壓較低的電池,確保整組電池性能同步,避免部分電池提前失效。安全防護(hù)更是BMS的中心職責(zé),當(dāng)檢測(cè)到過充、過放、過流、短路或溫度異常等危險(xiǎn)時(shí),系統(tǒng)會(huì)立即切斷充放電回路,同時(shí)通過預(yù)警機(jī)制提醒用戶或關(guān)聯(lián)系統(tǒng)采取應(yīng)對(duì)措施,從根本上規(guī)避火災(zāi)、燃爆等安全故障。BMS的組成可分為硬件與軟件兩部分。硬件包括傳感器模塊(負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集)、主控芯片(相當(dāng)于“大腦”,處理數(shù)據(jù)并發(fā)出指令)、功率開關(guān)模塊(如MOS管,執(zhí)行充放電回路的通斷)、通信接口。 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。便攜式戶外電源BMS軟件設(shè)計(jì)
BMS,即電池管理系統(tǒng)(BatteryManagementSystem),在各類使用電池的設(shè)備中扮演著極為關(guān)鍵的角色,堪稱電池的“智慧管家”。它主要針對(duì)二次電池進(jìn)行管理,是電池與用戶之間的重要紐帶,廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車、電瓶車、機(jī)器人、無人機(jī)以及儲(chǔ)能系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域。從功能層面來看,BMS具有多項(xiàng)中心功能。其一為準(zhǔn)確估測(cè)SOC(荷電狀態(tài)),即精細(xì)計(jì)算電池的剩余電量。這一功能至關(guān)重要,它確保SOC始終處于合理區(qū)間,防止電池因過充電或過放電而遭受損傷,同時(shí)能實(shí)時(shí)向用戶反饋電池的剩余能量情況。比如在電動(dòng)汽車中,駕駛者可通過車輛儀表盤直觀了解剩余電量,從而合理規(guī)劃行程。其二是動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)功能。在電池充放電過程中,BMS會(huì)實(shí)時(shí)采集關(guān)鍵數(shù)據(jù),如電動(dòng)汽車蓄電池組中每塊電池的端電壓、溫度、充放電電流以及電池包總電壓等。通過持續(xù)監(jiān)測(cè)這些參數(shù),及時(shí)察覺電池是否存在過充或過放跡象,保證電池安全。一旦發(fā)現(xiàn)某塊電池出現(xiàn)異常,能迅速將其識(shí)別出來,確保整組電池運(yùn)行的可靠性。與此同時(shí),BMS還會(huì)為每塊電池建立詳盡的使用歷史檔案,這些數(shù)據(jù)為后續(xù)優(yōu)化電池、充電器以及電動(dòng)機(jī)等提供了寶貴資料,也為離線分析系統(tǒng)故障奠定了基礎(chǔ)。在實(shí)際操作中。 湖南機(jī)器人BMSBMS鋰電池保護(hù)板對(duì)電池包的能量進(jìn)行管理,一般分為被動(dòng)管理和主動(dòng)管理兩種類型。
在應(yīng)用方面,BMS的身影***出現(xiàn)在多個(gè)領(lǐng)域。在電動(dòng)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(dòng)時(shí),將制動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)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(duì)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(chǔ)能系統(tǒng)中,BMS同樣發(fā)揮著關(guān)鍵作用。如今,儲(chǔ)能系統(tǒng)常涉及太陽能、風(fēng)能等多種能源,BMS通過對(duì)不同能源的監(jiān)測(cè)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(cè)能源需求峰谷,合理安排充放電時(shí)機(jī),實(shí)現(xiàn)峰谷填平,提升儲(chǔ)能系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性。對(duì)于移動(dòng)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(shí)監(jiān)測(cè),讓設(shè)備在短時(shí)間內(nèi)充電;通過監(jiān)測(cè)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(dòng)自行車、動(dòng)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。
分布式發(fā)電儲(chǔ)能:在太陽能、風(fēng)能等分布式發(fā)電系統(tǒng)中,BMS 用于管理儲(chǔ)能電池,將多余的電能儲(chǔ)存起來,在需要時(shí)釋放,平滑發(fā)電功率波動(dòng),提高能源供應(yīng)的穩(wěn)定性和可靠性。如一些分布式光伏電站搭配的儲(chǔ)能系統(tǒng),通過 BMS 實(shí)現(xiàn)了對(duì)電池的有效管理,提升了整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的性能。電網(wǎng)儲(chǔ)能:在智能電網(wǎng)中,BMS參與電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)頻、備用電源等功能。大規(guī)模的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)通過 BMS 精確控制電池的充放電,響應(yīng)電網(wǎng)的需求,提高電網(wǎng)的靈活性和穩(wěn)定性。儲(chǔ)能BMS主動(dòng)均衡和被動(dòng)均衡的區(qū)別主要有能量的方式、啟動(dòng)均衡條件、均衡電流、成本等幾個(gè)方面。
電池管理系統(tǒng)(BMS)的均衡技術(shù)主要分為被動(dòng)均衡和主動(dòng)均衡兩大類,用于解決電池組內(nèi)單體性能差異問題。被動(dòng)均衡屬于能量耗散型,當(dāng)檢測(cè)到某單體電壓過高時(shí),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(shì)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(dòng)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(chǎng)景。主動(dòng)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(shí)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(dòng)汽車等場(chǎng)景,但電路算法復(fù)雜??傮w而言,被動(dòng)均衡因低成本適用于簡單場(chǎng)景,而主動(dòng)均衡尤其是結(jié)合智能策略的方案,正逐步成為主流,能動(dòng)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。儲(chǔ)能BMS主動(dòng)均衡和被動(dòng)均衡的區(qū)別主要有能量的方式、啟動(dòng)均衡條件、均衡電流、成本等。電池包BMS電池管理系統(tǒng)效果
BMS 故障會(huì)導(dǎo)致電池鼓包、續(xù)航驟降,甚至起火風(fēng)險(xiǎn)。便攜式戶外電源BMS軟件設(shè)計(jì)
主動(dòng)均衡技術(shù)的痛點(diǎn):設(shè)備采購成本較高當(dāng)前新能源板塊發(fā)展突飛猛進(jìn),每個(gè)從業(yè)單位參與的項(xiàng)目單量和項(xiàng)目數(shù)量越來越多,很多項(xiàng)目前期的方案搭建以及交付投運(yùn),較大權(quán)重地考慮成本,在剛好滿足下級(jí)用戶當(dāng)前技術(shù)需求的前提下,以盡可能便宜的原則選擇均衡產(chǎn)品。導(dǎo)致很多項(xiàng)目選型環(huán)節(jié),下級(jí)用戶認(rèn)可主動(dòng)均衡的產(chǎn)品和技術(shù),也了解全生命周期主動(dòng)均衡經(jīng)濟(jì)性的更加合理性,但考慮當(dāng)前量級(jí)的項(xiàng)目因?yàn)檫x擇采購主動(dòng)均衡BMS要多花¥,往往很可能還是選擇當(dāng)前就滿足下級(jí)用戶的被動(dòng)均衡產(chǎn)品。主動(dòng)均衡相對(duì)增加了危險(xiǎn)點(diǎn)基于不同廠家主動(dòng)均衡技術(shù)的差異性,主動(dòng)均衡在BMS內(nèi)部增加了分離式或集成式的均衡電路,其中包括均衡充放電模塊裝置、均衡電源驅(qū)動(dòng)裝置、均衡操作狀態(tài)等,這些從硬件增加的角度增加了可能失效的危險(xiǎn)點(diǎn)。部分BMS企業(yè)過于追求3A、5A甚至更高的大電流均衡,于均衡技術(shù)本身沒有什么技術(shù)難點(diǎn),但對(duì)系統(tǒng)既有的協(xié)配件的選型匹配存在挑戰(zhàn)。行業(yè)PACK包內(nèi)采集線束的線徑可能只有、CCS方案銅膜的載流能力、PACK內(nèi)的發(fā)熱及散熱、相對(duì)熱的環(huán)境下電池的壽命等都可能是關(guān)聯(lián)影響因素。 便攜式戶外電源BMS軟件設(shè)計(jì)