充電管理芯片根據(jù)工作模式可分為開關(guān)模式、線性模式和開關(guān)電容模式。線性模式適用于小功率便攜電子產(chǎn)品,對充電電流、效率要求不高,通常不高于1A,但對體積、成本則有較高要求。開關(guān)模式效率高,適用于大電流應(yīng)用,且應(yīng)用較靈活,可根據(jù)需要設(shè)計為降壓、升壓或升降壓架構(gòu),常用的快充方案通常都是開關(guān)模式。開關(guān)電容模式可以做到高達(dá)97%以上的效率,但由于架構(gòu)的原因,其輸出電壓與輸入電壓通常成一個固定的比例關(guān)系,實際應(yīng)用中通常與開關(guān)型充電管理芯片配合使用。均衡是BMS鋰電池保護(hù)板中重要的一個環(huán)節(jié)。新能源BMS云平臺
主動均衡技術(shù)的痛點: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),每個從業(yè)單位參與的項目單量和項目數(shù)量越來越多,很多項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)致很多項目選型環(huán)節(jié),下級用戶認(rèn)可主動均衡的產(chǎn)品和技術(shù),也了解全生命周期主動均衡經(jīng)濟(jì)性的更加合理性,但考慮當(dāng)前量級的項目因為選擇采購主動均衡BMS要多花錢,往往很可能還是選擇當(dāng)前就滿足下級用戶的被動均衡產(chǎn)品。主動均衡相對增加了風(fēng)險點基于不同廠家主動均衡技術(shù)的差異性,主動均衡在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)動裝置、均衡控制狀態(tài)等,這些從硬件增加的角度增加了可能失效的風(fēng)險點。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,但對系統(tǒng)既有的協(xié)配件的選型匹配存在挑戰(zhàn)與風(fēng)險。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、相對熱的環(huán)境下電池的壽命等都可能是關(guān)聯(lián)影響因素。兩輪車BMS保護(hù)板BMS可以采用人工智能算法,對電池的狀態(tài)進(jìn)行更加準(zhǔn)確的預(yù)測和分析,從而提高電池的使用效率和安全性能。
家用儲能系統(tǒng)HES通常由電池組,電池管理系統(tǒng)(BMS),儲能變流器(PCS)和能量管理系統(tǒng)(EMS)構(gòu)成,其中儲能電池和變流器是價值量較高的關(guān)鍵環(huán)節(jié),節(jié)省電費(fèi)是家庭用戶配置儲能的重要動力。太陽能光伏在白天發(fā)電,但家庭用戶的用電高峰在夜間,發(fā)電和用電時間不匹配,配置儲能可以幫助用戶將白天多發(fā)的電儲存起來,供夜間使用;另一方面,用戶在一天中不同時間用電電價不同、存在峰谷價的情況下,儲能系統(tǒng)可以在低谷時段通過電網(wǎng)或自用光伏電池板充電,高峰時段放電供負(fù)載使用,從而避免在高峰時段從電網(wǎng)用電,有效節(jié)省電費(fèi)。
2024年BMS將出現(xiàn)三大變革1、打通BMS和EMS隨著儲能系統(tǒng)被納入各類電力市場交易主體,其盈利模式變得多樣化,需要更高的數(shù)據(jù)處理和預(yù)測能力來優(yōu)化收益。BMS和EMS的整合將使儲能系統(tǒng)能夠更好地處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)源和龐大的數(shù)據(jù)管理需求。這種整合不僅增強(qiáng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力,還能夠幫助預(yù)測電價走勢,優(yōu)化電池充放電策略,從而提高儲能的整體收益。2、從BMS向EMS跨進(jìn)在工商業(yè)市場,儲能系統(tǒng)需要具備更高級別的能量管理和綜合控制能力,以滿足復(fù)雜的能源需求和交易策略。BMS+EMS一體化集控單元的出現(xiàn),揭示了儲能管理系統(tǒng)從單純的關(guān)注電池管理擴(kuò)展到了整個能源系統(tǒng)的管理。這樣的跨步能夠?qū)崿F(xiàn)更多面化的監(jiān)控和更靈活的交易策略,為工商業(yè)用戶提供更高效的能源解決方案。BMS系統(tǒng)保護(hù)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。
BMS保護(hù)板的SOX算法估算方法。SOX包括SOC、SOE和SOP。SOC估計方法傳統(tǒng)方法:安時積分法、開路電壓法基于電池模型的方法:卡爾曼濾波法、粒子濾波算法神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法:神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法。SOP算法:根據(jù)電池的SOC和溫度,查表確定持續(xù)充放電最大功率瞬時充放電最大功率。電芯的去極化速度,決定當(dāng)前最大功率使用的頻率。當(dāng)SEI膜表面的Li離子堆積速度大于負(fù)極的吸收速度時候,就會發(fā)生電壓下降,最大功率無法維持。因此,SOP的計算難點是峰值功率與持續(xù)功率如何過度?SOH算法:兩點法計算SOH根據(jù)OCV-SOC曲線確定兩個準(zhǔn)確的SOC值,并安時累積計算這兩個SOC之間的累積充入或放出電量,然后計算出電池的容量,從而得到SOH。算法有一定難度,需要大量的數(shù)據(jù)和模型,才能比較準(zhǔn)確的估算。BMS通過傳感器實時監(jiān)測電池的電壓、電流、溫度等參數(shù),確保電池在安全范圍內(nèi)工作。磷酸鐵鋰電池BMS芯片
BMS的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化也將是一個重要的發(fā)展方向。新能源BMS云平臺
主動均衡是通過電量轉(zhuǎn)移的方式來實現(xiàn),這種方式效率更高、損失更小。不同廠家可能采用不同的方法,均衡電流也可能有所不同,范圍通常在1~10A之間。被動均衡更適合于小容量、低串?dāng)?shù)的鋰電池組應(yīng)用,而主動均衡則更適用于高串?dāng)?shù)、大容量的動力型鋰電池組應(yīng)用。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。主動均衡機(jī)制采用電量轉(zhuǎn)移的方式,將組內(nèi)電池的總電量轉(zhuǎn)移給容量較小的電池。電感式主動均衡以物理轉(zhuǎn)換為基礎(chǔ),集成了電源開關(guān)和微型電感,實現(xiàn)雙向均衡。它可以通過相鄰電池間的電荷轉(zhuǎn)移來均衡電池,無論是放電、充電還是靜置狀態(tài),都可以進(jìn)行均衡,且均衡效率高達(dá)92%。新能源BMS云平臺