隨著新能源電動汽車的廣泛應(yīng)用,電池的容量、安全性、使用狀態(tài)與續(xù)航能力日益成為關(guān)注重點。BMS電池管理系統(tǒng)是對電池進行監(jiān)控與控管的系統(tǒng),將采集的電池信息實時反饋給用戶,同時根據(jù)采集的信息調(diào)節(jié)參數(shù),充分發(fā)揮電池的性能。但是,該技術(shù)在管理多個電池時,需要人員現(xiàn)場調(diào)試與設(shè)置,導(dǎo)致其檢查、維護與更新相當(dāng)不方便。而且,針對電池組的工作性能、電池老化情況、使用壽命等信息,需要人員現(xiàn)場經(jīng)過多次反復(fù)調(diào)試、實驗之后才能獲得,工作相當(dāng)繁瑣、耗時。在生產(chǎn)、調(diào)試或?qū)嶒炦^程中,只有在電池出現(xiàn)問題影響電動汽車的工作時,才會發(fā)現(xiàn)故障并更換電池,這種方式具有盲目性、滯后性,相當(dāng)容易產(chǎn)生不良后果,嚴(yán)重則導(dǎo)致生產(chǎn)工作延誤、生產(chǎn)危險。 儲能BMS主動均衡和被動均衡的區(qū)別主要有能量的方式、啟動均衡條件、均衡電流、成本等。新型BMS工廠
從市場數(shù)據(jù)來看,BMS市場前景十分廣闊。受益于電動汽車、消費電子等行業(yè)的蓬勃發(fā)展,BMS市場規(guī)模持續(xù)擴張。盡管2020年受全球衛(wèi)生事件影響,全球BMS市場規(guī)模增速有所下滑,但隨著電動汽車市場規(guī)模不斷擴大,以及對電池效率要求日益提高,BMS市場重拾增長態(tài)勢。據(jù)BusinessWire估算及前瞻產(chǎn)業(yè)研究院分析,2021年全球BMS市場規(guī)模達億美元,預(yù)計到2026年將攀升至131億美元,年復(fù)合增長率(CAGR)達15%。其中,電動汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展極大推動了BMS的進步,2020年動力電池應(yīng)用在全球BMS下游應(yīng)用占比中高達54%。2021年全球汽車電池管理系統(tǒng)BMS市場規(guī)模達億美元,較上一年大幅增長,2022年更是增長至46億美元,預(yù)計2023年將達到50億美元。在國內(nèi)市場,2020年BMS市場需求規(guī)模為97億元,2021年汽車BMS市場規(guī)模達億元,同比增長。預(yù)計未來,隨著國內(nèi)乃至全球電動汽車市場的進一步拓展。 工商業(yè)儲能BMS軟件開發(fā)可通過專門診斷工具讀取 BMS 故障碼,定位具體問題(如傳感器失效、均衡電路故障)。
BMS系統(tǒng)保護板的功能:電池充放電狀態(tài)監(jiān)測:BMS系統(tǒng)保護板能夠?qū)崟r監(jiān)測電池的電壓、電流、溫度等關(guān)鍵參數(shù),確保電池在安全的工作范圍內(nèi)運行。過充與過放保護:當(dāng)電池充電時,如果電壓超過設(shè)定的安全范圍,BMS系統(tǒng)保護板會立即斷開充電電路,防止電池過充;同樣地,當(dāng)電池放電時,如果電壓低于設(shè)定的安全范圍,BMS系統(tǒng)保護板會及時斷開放電電路,防止電池過放。溫度保護:通過溫度傳感器實時監(jiān)測電池的溫度,當(dāng)溫度過高或過低時,BMS系統(tǒng)保護板會采取相應(yīng)的措施,如降低充電電流或停止充電,以保護電池不受損害。短路保護:BMS系統(tǒng)保護板還具有短路保護功能,當(dāng)檢測到電池組內(nèi)部或外部發(fā)生短路時,會立即切斷電源,防止短路損害。平衡管理:對于多節(jié)電池的電動車,BMS系統(tǒng)保護板還能實現(xiàn)電池的平衡管理,確保每節(jié)電池在充放電過程中的壓差較小,從而提高整個電池組的使用壽命和性能。
從中心功能來看,BMS首先承擔(dān)著精細監(jiān)測的任務(wù),通過電壓傳感器、電流傳感器和溫度傳感器,實時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,BMS會通過主動均衡或被動均衡方式,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。安全防護更是BMS的中心職責(zé),當(dāng)檢測到過充、過放、過流、短路或溫度異常等危險時,系統(tǒng)會立即切斷充放電回路,同時通過預(yù)警機制提醒用戶或關(guān)聯(lián)系統(tǒng)采取應(yīng)對措施,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。 需管理上百顆電芯串聯(lián),支持高壓快充,通過 ISO 26262 功能安全認(rèn)證,實時監(jiān)控?zé)峁芾怼?/p>
深圳智慧動鋰電子股份有限公司是一家鋰電池安全管理技術(shù)綜合服務(wù)商。公司主要研發(fā)鋰電池全生命周期監(jiān)控管理云平臺系統(tǒng)服務(wù),智鋰狗安全監(jiān)控系列產(chǎn)品(智鋰狗BMS/智鋰狗門禁/智鋰狗天眼),鋰電池BMS軟硬件產(chǎn)品,鋰電池安全滅火裝置,鋰電池安全管理專用芯片等為主營業(yè)務(wù)的國家高新技術(shù)企業(yè)。已形成“芯片+軟件+模塊+終端+平臺+系統(tǒng)解決方案”的較全產(chǎn)業(yè)鏈格局,為客戶提供應(yīng)用產(chǎn)品和解決方案。公司成立于2011年,于2015年榮獲國家高新技術(shù)企業(yè)及深圳市高新技術(shù)企業(yè)。我司技術(shù)團隊研發(fā)的電池智能管理系統(tǒng),可以對電池實行兩級保護、均衡電池電量,同時還在無線通訊部分利用GPRS/BLE技術(shù),將電池組的信息上傳到云服務(wù)器,就可以遠程監(jiān)測鋰電池的情況,并能夠在較廣范圍內(nèi)迅速對電池設(shè)備進行操控,一旦發(fā)生險情可以在后臺終端及時發(fā)現(xiàn)并處理,防止電池著火爆炸這一成果填補了國內(nèi)電動低速乘用車領(lǐng)域鋰電池保護系統(tǒng)的空白,也讓我司成為了國內(nèi)鋰電池保護系統(tǒng)領(lǐng)域的佼佼者。BMS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、故障保護和通信交互。什么是BMS管理系統(tǒng)
汽車 BMS 有什么特殊要求?新型BMS工廠
BMS的中心使命是實時監(jiān)控電池狀態(tài)并實施精細作用。在硬件層面,BMS通過高精度模擬前端(AFE)芯片(如ADI的LTC6811或TI的BQ76PL536)采集每節(jié)電芯的電壓(精度可達±1mV)、溫度(范圍覆蓋-40°C至125°C)以及充放電電流(通過分流電阻或霍爾傳感器實現(xiàn)±)。這些數(shù)據(jù)經(jīng)主控芯片(如NXPS32K或STMicroelectronics的SPC58)處理后,執(zhí)行三大關(guān)鍵任務(wù):安全保護、狀態(tài)估算與能量管理。例如,當(dāng)某節(jié)三元鋰電池電壓超過,BMS會立即切斷充電MOSFET,防止電解液分解引發(fā)熱失控;在低溫環(huán)境下(如-10°C),BMS可能通過PTC加熱片提升電芯溫度至5°C以上,以避免鋰析出導(dǎo)致的不可逆容量損失。對于多串電池組(如電動汽車的96串400V系統(tǒng)),BMS必須解決電芯不一致性問題——即使是同一批次的電芯,容量差異也可能達到2%-5%。被動均衡通過并聯(lián)電阻對電芯放電(典型均衡電流50-200mA),而主動均衡則利用電感或DC-DC轉(zhuǎn)換器將能量從電芯轉(zhuǎn)移至低壓電芯(效率可達85%以上),這兩種策略的取舍需權(quán)衡成本、效率與系統(tǒng)復(fù)雜度。 新型BMS工廠