鋰電池之所以需要保護(hù),是由它本身特性決定的。由于鋰電池本身的材料決定了它不能被過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流、短路及超高溫充放電,因此鋰電池鋰電組件總會(huì)跟著一塊精致的保護(hù)板和一片電流保護(hù)器出現(xiàn)。鋰電池的保護(hù)功能通常由保護(hù)電路板和PTC等電流器件協(xié)同完成,保護(hù)板是由電子電路組成,在-40℃至+85℃的環(huán)境下時(shí)刻準(zhǔn)確的監(jiān)視電芯的電壓和充放回路的電流,及時(shí)操控電流回路的通斷;PTC在高溫環(huán)境下防止電池發(fā)生惡劣的損壞。保護(hù)板通常包括IC、MOS開關(guān)及輔助器件NTC、ID、存儲(chǔ)器等。其中操控IC,在一切正常的情況下操控MOS開關(guān)導(dǎo)通,使電芯與外電路溝通,而當(dāng)電芯電壓或回路電流超過(guò)規(guī)定值時(shí),它立刻操控MOS開關(guān)關(guān)斷,保護(hù)電芯的安全。
NTC是Negativetemperaturecoefficient的縮寫,意即負(fù)溫度系數(shù),在環(huán)境溫度升高時(shí),其阻值降低,使用電設(shè)備或充電設(shè)備及時(shí)反應(yīng)、操控內(nèi)部中斷而停止充放電。 儲(chǔ)能系統(tǒng)的 BMS 和汽車 BMS 有區(qū)別嗎?太陽(yáng)能BMS電池管理系統(tǒng)
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,也會(huì)破壞電池的物理結(jié)構(gòu),造成電池的損壞。BMS通過(guò)精細(xì)的監(jiān)測(cè)、保護(hù)和優(yōu)化,讓電池在安全的前提下發(fā)揮比較大效能,是連接電池與應(yīng)用場(chǎng)景的“智能中樞”。電摩BMS電池管理系統(tǒng)保護(hù)方案BMS被動(dòng)均衡技術(shù)先于主動(dòng)均衡在電動(dòng)市場(chǎng)中應(yīng)用,技術(shù)也較為成熟。
鋰電池之所以需要保護(hù),是由它本身特性決定的。由于鋰電池本身的材料決定了它不能被過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流、短路及超高溫充放電,因此鋰電池鋰電組件總會(huì)跟著一塊精致的保護(hù)板和一片電流保護(hù)器出現(xiàn)。鋰電池的保護(hù)功能通常由保護(hù)電路板和PTC等電流器件協(xié)同完成,保護(hù)板是由電子電路組成,在-40℃至+85℃的環(huán)境下時(shí)刻準(zhǔn)確的監(jiān)視電芯的電壓和充放回路的電流,及時(shí)操控電流回路的通斷;PTC在高溫環(huán)境下防止電池發(fā)生惡劣的損壞。保護(hù)板通常包括IC、MOS開關(guān)及輔助器件NTC、ID、存儲(chǔ)器等。其中操控IC,在一切正常的情況下操控MOS開關(guān)導(dǎo)通,使電芯與外電路溝通,而當(dāng)電芯電壓或回路電流超過(guò)規(guī)定值時(shí),它立刻操控MOS開關(guān)關(guān)斷,保護(hù)電芯的安全。NTC是Negativetemperaturecoefficient的縮寫,意即負(fù)溫度系數(shù),在環(huán)境溫度升高時(shí),其阻值降低,使用電設(shè)備或充電設(shè)備及時(shí)反應(yīng)、操控內(nèi)部中斷而停止充放電。
電池管理系統(tǒng)(BatteryManagementSystem,BMS),常被稱作電池保姆或管家,主要用于對(duì)電池單體進(jìn)行智能管理與維護(hù)。其中心作用在于防止電池過(guò)充或過(guò)放,進(jìn)而延長(zhǎng)電池使用壽命,并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池狀態(tài)。BMS并非只是簡(jiǎn)單的監(jiān)控裝置,而是集多種復(fù)雜功能于一體的智能系統(tǒng),通過(guò)各類傳感器、控制器以及精密算法,實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的精細(xì)把控。BMS的功能豐富且關(guān)鍵。它能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池的電壓、電流、溫度等關(guān)鍵參數(shù),杜絕過(guò)充、過(guò)放、過(guò)溫等狀況發(fā)生。以電動(dòng)汽車為例,電池組由眾多電池單體構(gòu)成,BMS需實(shí)時(shí)采集每個(gè)單體的電壓數(shù)據(jù),與設(shè)定閾值比對(duì),一旦出現(xiàn)單體電壓異常,便立即采取均衡充放電等措施,維持各單體電壓平衡。同時(shí),通過(guò)溫度傳感器密切監(jiān)測(cè)電池組內(nèi)部溫度,防止過(guò)熱或過(guò)冷,必要時(shí)調(diào)整充放電電流,確保電池工作在適宜溫度區(qū)間。在充放電過(guò)程中,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電流,既能用于計(jì)算電池剩余容量(SOC),又能防范因電流過(guò)大引發(fā)的安全危險(xiǎn)。此外,BMS還可通過(guò)復(fù)雜算法估算電池的狀況(SOH),為用戶提供整體、準(zhǔn)確的電池狀態(tài)信息,避免因狀態(tài)誤判導(dǎo)致危險(xiǎn),并且能夠?qū)崟r(shí)診斷電池系統(tǒng)運(yùn)行故障,迅速隔離異常,維護(hù)系統(tǒng)可靠性。 BMS通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池的電壓、電流、溫度等參數(shù),確保電池在安全范圍內(nèi)運(yùn)行。
BMS保護(hù)板分為分口與同口保護(hù)板。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(dòng)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(guò)保護(hù)板的。為了對(duì)充電和放電都能進(jìn)行操作,保護(hù)板必須具有兩個(gè)開關(guān),分別作用于充電和放電回路。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(guò)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。之所以會(huì)出現(xiàn)同口和分口保護(hù)板,是為了降低成本:一般電動(dòng)車鋰電池包的充電電流要比放電電流小,如果兩個(gè)開關(guān)串到一條線上,那么兩個(gè)開關(guān)就得照著大的買。而分口的話,充電電流小,就可以用一個(gè)更小的開關(guān)。這里說(shuō)的開關(guān),其實(shí)就是MOSFET,是鋰電保護(hù)板的主要成本,而且國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品技術(shù)受限,重點(diǎn)部件需要進(jìn)口。隨著科技的不斷進(jìn)步,BMS正朝著更加智能化、節(jié)能化和小型化的方向發(fā)展。 BMS 常見(jiàn)使用故障有哪些?什么是BMS費(fèi)用
BMS能監(jiān)測(cè)電池狀態(tài)(電壓、電流、溫度等)。太陽(yáng)能BMS電池管理系統(tǒng)
當(dāng)前BMS(電池管理系統(tǒng))發(fā)展呈現(xiàn)智能化、集成化與高安全性的趨勢(shì)。技術(shù)層面,BMS正從傳統(tǒng)監(jiān)控向AI深度融合演進(jìn),通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)優(yōu)化SOC/SOH預(yù)測(cè),將估算誤差降至3%以內(nèi),并依托數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)現(xiàn)電池壽命的虛擬故障自診斷。例如華為云端BMS方案通過(guò)大數(shù)據(jù)訓(xùn)練,使SOH預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度提升至95%。硬件架構(gòu)上,模塊化分布式設(shè)計(jì)成為主流,特斯拉Model3采用“域控制器+子模塊”架構(gòu),將單體電池監(jiān)控周期縮短至10ms級(jí),并支持800V平臺(tái)。安全防護(hù)方面,BMS與整車熱管理系統(tǒng)深度耦合,寧德時(shí)代,而比亞迪“刀片電池”BMS整合熱失控預(yù)警與定向?qū)Я骷夹g(shù),實(shí)現(xiàn)故障區(qū)域隔離。此外,行業(yè)正加速構(gòu)建“車-樁-網(wǎng)”協(xié)同體系,華為聯(lián)合車企推動(dòng)兆瓦級(jí)充電設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化,形成安全補(bǔ)能閉環(huán)。在市場(chǎng)層面,我國(guó)的BMS市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)持續(xù)增長(zhǎng),2025年或達(dá)299億元,競(jìng)爭(zhēng)格局呈現(xiàn)動(dòng)力電池企業(yè)、整車廠商與第三方BMS企業(yè)三足鼎立態(tài)勢(shì)。然而,高成本、極端環(huán)境適應(yīng)性及標(biāo)準(zhǔn)化滯后仍是制約因素,需通過(guò)軟硬件協(xié)同創(chuàng)新與開源生態(tài)構(gòu)建突破瓶頸。 太陽(yáng)能BMS電池管理系統(tǒng)