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)別電池過充或過放而對(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)模較小的場合,如電動(dòng)工具、智能家居、電動(dòng)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(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)模較大的場合,如電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能系統(tǒng)等。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。硬件BMS電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)
電池管理系統(tǒng)(BatteryManagementSystem,BMS)作為現(xiàn)代電池技術(shù)的重中之重控制系統(tǒng),廣泛應(yīng)用于新能源汽車、儲(chǔ)能系統(tǒng)、消費(fèi)電子等領(lǐng)域,是保障電池安全、提升能效和延長使用壽命的關(guān)鍵技術(shù)。BMS通過實(shí)時(shí)監(jiān)測電池組的電壓、溫度、電流等參數(shù),動(dòng)態(tài)評(píng)估電池的健康狀態(tài)和剩余電量,并利用均衡管理、故障診斷和熱管理技術(shù),確保電池在較好工況下運(yùn)行。在新能源汽車領(lǐng)域,BMS直接關(guān)系到電動(dòng)車的續(xù)航里程與安全性。它通過智能分配充放電功率,防止電池過充、過放或局部過熱,優(yōu)異降低熱失控風(fēng)險(xiǎn);同時(shí),結(jié)合云端大數(shù)據(jù)優(yōu)化充電策略,可提升電池壽命30%以上。在儲(chǔ)能場景中,BMS對(duì)電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能電站和戶用儲(chǔ)能系統(tǒng)尤為重要,通過多層級(jí)均衡技術(shù)解決電池組不一致性問題,提升整體儲(chǔ)能效率,并支持削峰填谷、可再生能源平滑并網(wǎng)等功能。此外,BMS在無人機(jī)、電動(dòng)工具、航空航天等領(lǐng)域也發(fā)揮著重要作用,例如通過精確預(yù)測剩余飛行時(shí)間保障作業(yè)安全。隨著AI算法和邊緣計(jì)算的發(fā)展,新一代BMS正朝著智能化方向演進(jìn)。通過機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測電池衰減趨勢、構(gòu)建數(shù)字孿生模型,以及支持超快充技術(shù)和V2G(車輛到電網(wǎng))雙向互動(dòng),BMS正成為能源互聯(lián)網(wǎng)的重要節(jié)點(diǎn),推動(dòng)清潔能源技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。移動(dòng)儲(chǔ)能BMS云平臺(tái)設(shè)計(jì)向高精度監(jiān)測、AI智能預(yù)測、云端協(xié)同管理和多類型電池兼容(如固態(tài)電池)方向發(fā)展。
BMS管理包括哪些東西?與BMS相關(guān)的幾大塊,電壓、電流、溫度、均衡,信息等,BMS保護(hù)板通過采集電壓、電流、溫度等信息,評(píng)估BMS當(dāng)前狀態(tài)。BMS首先對(duì)電池包進(jìn)行信息采集,包括電壓,電流,溫度三個(gè)維度的信息提取。其次,BMS對(duì)電池包的SOX算法進(jìn)行估算。然后BMS會(huì)對(duì)電池包進(jìn)行安全診斷,包括過流,過壓,欠壓,高溫,低溫,斷路的保護(hù)。再次是對(duì)電池包的能量進(jìn)行管理,一般分為被動(dòng)均衡管理和主動(dòng)均衡管理兩種類型。還會(huì)對(duì)電池包進(jìn)行信息的管理,包含數(shù)據(jù)的整車交互以及日志的存儲(chǔ)。
被動(dòng)均衡主要依賴于電阻放電方式,將電壓較高的電池中的電量以熱能的形式釋放,從而為其他電池創(chuàng)造更多的充電時(shí)間。整個(gè)系統(tǒng)的電量受限于容量較小的電池。在充電過程中,鋰電池通常設(shè)有一個(gè)上限保護(hù)電壓值,一旦某一串電池達(dá)到此值,鋰電池保護(hù)板便會(huì)切斷充電回路,停止充電。被動(dòng)均衡的優(yōu)點(diǎn)是成本低廉且電路設(shè)計(jì)相對(duì)簡單,但其缺點(diǎn)在于只基于較低電池殘余量進(jìn)行均衡,無法提升殘量較少的電池容量,且均衡過程中釋放的熱量完全被浪費(fèi)了。如何檢測BMS是否正常?
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BMS可防止電池過度磨損,延長SOH、容量和運(yùn)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(xiǎn)。性能優(yōu)化:電動(dòng)汽車電池在特定的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)延長行駛里程。確保充電安全:BMS利用SOC讀數(shù)來調(diào)節(jié)電動(dòng)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(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度充電。BMS在鋰電池組中主要起什么作用?電動(dòng)自行車BMS電池管理
BMS主要應(yīng)用在哪些領(lǐng)域?硬件BMS電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)
BMS分為純硬件BMS保護(hù)板和軟件結(jié)合硬件的BMS保護(hù)板。純硬件的BMS保護(hù)板是一組比較固定的保護(hù)參數(shù),根據(jù)自身采集到的電壓、電流、溫度等狀態(tài)保護(hù)與恢復(fù),不需要MCU參與,這樣的保護(hù)板也就不具備通訊信息交互的功能。而軟件+硬件的方式,MCU可以對(duì)信息的實(shí)時(shí)采集與外部交互,上傳BMS保護(hù)板實(shí)時(shí)信息。一般為了更好地分析電池過去的狀態(tài),尤其是在故障分析和算法建模的時(shí)候,需要大量的數(shù)據(jù)支撐,這時(shí)候就需要log存儲(chǔ)功能,盡可能多的記錄BMS的數(shù)據(jù)。硬件BMS電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)