BMS 的均衡管理功能在電池組的運行中扮演著至關(guān)重要的角色。在電池組實際充放電進程里,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)避因個別電池過充或過放而對整個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)測和管理功能集中在一塊主控板上,適用于電池數(shù)量較少、系統(tǒng)規(guī)模較小的場合,如電動工具、智能家居、電動自行車等。分布式 BMS:把電池單體的監(jiān)測和管理功能分散到多個從控板上,主控板負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)和管理,適用于電池數(shù)量較多、系統(tǒng)規(guī)模較大的場合,如電動汽車、儲能系統(tǒng)等。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。共享換電柜BMS保護芯片
SOC的重要性是防止電池?fù)p壞:將SOC保持在20%至80%之間,電動汽車BMS可防止電池過度磨損,延長SOH、容量和運行壽命。BMS還依靠準(zhǔn)確的SOC讀數(shù)來降低電池單元因完全充電和深度放電而受損的風(fēng)險。性能優(yōu)化:電動汽車電池在特定的SOC范圍內(nèi)運行時可實現(xiàn)較好性能。盡管根據(jù)電池化學(xué)成分和設(shè)計的不同,這些范圍也會有所不同,但大多數(shù)電動汽車電池都能在20%至80%,SOC范圍內(nèi)實現(xiàn)高效的電力傳輸和強勁的加速性能。估算行駛里程:SOC直接影響電動汽車的行駛里程,這對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測量可較大限度地減少能源浪費,同時較大限度地利用再生制動延長行駛里程。確保充電安全:BMS利用SOC讀數(shù)來調(diào)節(jié)電動汽車電池的充電速率,采用涓流充電和受控快速充電等技術(shù)來保護電池壽命。它還能在動態(tài)充電曲線的引導(dǎo)下,確保單個電池的均衡充電,從而優(yōu)化調(diào)整電流和電壓,保持電池健康并防止過度充電。電池包BMS軟件開發(fā)智慧動鋰高壓工廠儲能BMS系統(tǒng),采用高速32位MCU和高性能車規(guī)級AFE,保證高效率和高精度二級或三級架構(gòu)。
鋰電池過充過放的本質(zhì):充電時,鋰離子從正極板脫嵌,通過電解液嵌入到負(fù)極板上;放電時,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程是鋰離子在極板上的嵌入和脫嵌過程。充電時,隨著鋰離子的脫嵌,正極材料體積會發(fā)生一定量的收縮;放電時,隨著鋰離子的嵌入,正極材料體積會發(fā)生一定量的膨脹。過充時,正極晶格會產(chǎn)生崩塌,鋰離子在負(fù)極會形成鋰枝晶從而刺破隔膜,造成電池的損壞。過放時,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)生正極材料體積過度膨脹,會破壞電池的物理結(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。它能夠延長電池組的使用壽命,通過均衡操作,讓電池組中各單體電池的充放電深度基本保持一致,防止個別電池因過度充放電而加速老化,進而有效延長整個電池組的使用時長。同時,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,還能增強安全性,避免因個別電池過充過放引發(fā)鼓包、燃燒甚至危險等嚴(yán)重安全問題,切實提高電池組的安全性與可靠性 。BMS鋰電池保護板涉及4種芯片,即電池充電、電池電量計、電池監(jiān)視芯片、電池保護芯片。
從實現(xiàn)方式來看,主要分為被動均衡與主動均衡。被動均衡,即耗能式均衡,一般利用電阻等耗能元件來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)簡易、成本較低,然而會產(chǎn)生熱量,導(dǎo)致能量浪費,且均衡效率相對不高,比較適用于對成本較為敏感、電池組容量較小以及充電頻率不高的應(yīng)用場景,例如一些小型鋰電池設(shè)備。主動均衡,也叫非耗能式均衡,它借助電感、電容、變壓器等儲能元件,把電量從電壓高的電池轉(zhuǎn)移到電壓低的電池,實現(xiàn)電池間的能量轉(zhuǎn)移與均衡。主動均衡方式能夠優(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,像電動汽車、儲能系統(tǒng)等對電池性能和安全性要求嚴(yán)苛的領(lǐng)域,不過其電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本也相對較高。智能化、高精度、長壽命的發(fā)展趨勢。中穎BMS電池管理系統(tǒng)品牌
BMS系統(tǒng)保護板在預(yù)防過充、過放、短路等問題方面發(fā)揮重要作用,能有效降低電池?fù)p壞甚至起火的風(fēng)險。共享換電柜BMS保護芯片
從功能層面來看,BMS 的首要任務(wù)是電池狀態(tài)監(jiān)測,對電池組的電壓、電流、溫度、荷電狀態(tài)(SOC)、健康狀態(tài)(SOH)等關(guān)鍵參數(shù)進行實時、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)操作提供堅實基礎(chǔ)。在保護功能上,過充、過放、過流、短路、過溫等保護機制一應(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、危險等嚴(yán)重安全事故。同時,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,易在充放電時出現(xiàn)不均衡,BMS 通過主動或被動均衡方式,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)控電池充放電過程,在電動汽車中,能根據(jù)車輛行駛狀態(tài)與電池電量,精細(xì)控制電池向電機的電量輸出,并在制動時實現(xiàn)能量回收。并且,BMS 通過通信接口與外部設(shè)備實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互,將電池狀態(tài)信息上傳至上位機,接收上位機指令,達(dá)成遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理。共享換電柜BMS保護芯片