BMS保護板分為分口與同口保護板。保護板為了現(xiàn)實保護電池的功能,必須要能夠主動切斷電池主回路。因此,在電池包內(nèi)部,電池的主回路是要經(jīng)過保護板的。為了對充電和放電都能進行操作,保護板必須具有兩個開關,分別作用于充電和放電回路。在同口保護板中,這兩個開關串在一條線上,接到電池包外部,充電和放電都經(jīng)過此線。而在分口保護板中,電池分出兩根線,分別接充電開關和放電開關,再接到電池外部。之所以會出現(xiàn)同口和分口保護板,是為了降低成本:一般電動車鋰電池包的充電電流要比放電電流小,如果兩個開關串到一條線上,那么兩個開關就得照著大的買。而分口的話,充電電流小,就可以用一個更小的開關。這里說的開關,其實就是MOSFET,是鋰電保護板的主要成本,而且國內(nèi)相關產(chǎn)品技術受限,重點部件需要進口。隨著科技的不斷進步,BMS正朝著更加智能化、節(jié)能化和小型化的方向發(fā)展。 通過平衡管理,BMS系統(tǒng)保護板能夠確保電池組內(nèi)各節(jié)電池的壓差不大,從而提高整個電池組的充放電性能。出口BMS云平臺設計
從架構角度而言,BMS主要分為集中式和分布式兩種拓撲結構。集中式BMS通過一個硬件設備采集所有電池的數(shù)據(jù),這種架構成本較低、結構緊湊且可靠性較高,適用于電池數(shù)量較少、容量較低、總電壓不高以及小型電池系統(tǒng)的場景,如電動工具、機器人(搬運機器人、助力機器人)、智能家居中的掃地機器人和電動吸塵器、電動叉車、低速電動車(電動自行車、電動摩托車、電動觀光車、電動巡邏車、電動高爾夫球車等)以及輕度混合動力汽車等。集中式BMS硬件可劃分為高壓區(qū)和低壓區(qū),高壓區(qū)負責采集單電池電壓、系統(tǒng)總電壓以及監(jiān)測絕緣電阻;低壓區(qū)則涵蓋電源電路、CPU電路、CAN通信電路、操控電路等。隨著乘用車動力電池系統(tǒng)朝著高容量、高總電壓和大體積方向發(fā)展,分布式BMS逐漸成為主流,特別是在插電式混合動力和純電動汽車中應用綜合。分布式系統(tǒng)將測量單元等電子設備直接安裝在與單電池集成的電路板上,其優(yōu)勢明顯,具有極高的可擴展性,可細化到單個電池;連接可靠性高,幾乎不存在過長電纜,電池與測量電路緊密結合,減少了干擾和誤差,安全性也隨之提高;維護便捷,當某個小單元出現(xiàn)故障時,只需更換該單元即可。不過,其缺點是成本高昂,每個單元都需額外配備一套設備。 磷酸鐵鋰BMS管理系統(tǒng)平臺需關注電池串數(shù)、電壓 / 電流范圍、均衡能力、通信協(xié)議(如 CAN、I2C)及安全認證。
鋰電池(可充型)之所以需要保護,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充、過放、過流、短路及超高溫充放電,因此鋰電池鋰電組件總會跟著一塊精致的保護板和一片電流保護器出現(xiàn)。鋰電池的保護功能通常由保護電路板和PTC等電流器件協(xié)同完成,保護板是由電子電路組成,在-40℃至+85℃的環(huán)境下時刻準確的監(jiān)視電芯的電壓和充放回路的電流,及時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。保護板通常包括控制IC、MOS開關及輔助器件NTC、ID、存儲器等。其中控制IC,在一切正常的情況下控制MOS開關導通,使電芯與外電路溝通,而當電芯電壓或回路電流超過規(guī)定值時,它立刻控制MOS開關關斷,保護電芯的安全。NTC是Negativetemperaturecoefficient的縮寫,意即負溫度系數(shù),在環(huán)境溫度升高時,其阻值降低,使用電設備或充電設備及時反應、控制內(nèi)部中斷而停止充放電。ID是Identification的縮寫,即身份識別的意思它分為兩種:一是存儲器,常為單線接口存儲器,存儲電池種類、生產(chǎn)日期等信息;二是識別電阻。兩者可起到產(chǎn)品的可追溯和應用的限制的作用。
BMS,即電池管理系統(tǒng)(BatteryManagementSystem),在各類使用電池的設備中扮演著極為關鍵的角色,堪稱電池的“智慧管家”。它主要針對二次電池進行管理,是電池與用戶之間的重要紐帶,廣泛應用于電動汽車、電瓶車、機器人、無人機以及儲能系統(tǒng)等諸多領域。從功能層面來看,BMS具有多項中心功能。其一為準確估測SOC(荷電狀態(tài)),即精細計算電池的剩余電量。這一功能至關重要,它確保SOC始終處于合理區(qū)間,防止電池因過充電或過放電而遭受損傷,同時能實時向用戶反饋電池的剩余能量情況。比如在電動汽車中,駕駛者可通過車輛儀表盤直觀了解剩余電量,從而合理規(guī)劃行程。其二是動態(tài)監(jiān)測功能。在電池充放電過程中,BMS會實時采集關鍵數(shù)據(jù),如電動汽車蓄電池組中每塊電池的端電壓、溫度、充放電電流以及電池包總電壓等。通過持續(xù)監(jiān)測這些參數(shù),及時察覺電池是否存在過充或過放跡象,保證電池安全。一旦發(fā)現(xiàn)某塊電池出現(xiàn)異常,能迅速將其識別出來,確保整組電池運行的可靠性。與此同時,BMS還會為每塊電池建立詳盡的使用歷史檔案,這些數(shù)據(jù)為后續(xù)優(yōu)化電池、充電器以及電動機等提供了寶貴資料,也為離線分析系統(tǒng)故障奠定了基礎。在實際操作中。 BMS的技術趨勢是通過動態(tài)均衡技術,減少電芯差異;智能控制充放電區(qū)間(如限制SOC在20%-80%)。
BMS管理哪些東西?與BMS相關的幾大塊,電壓、電流、溫度、均衡,信息等,BMS保護板通過采集電壓、電流、溫度等信息,評估BMS當前狀態(tài)。BMS首先對電池包進行信息采集,包括電壓,電流,溫度三個維度的信息提取。其次,BMS對電池包的SOX算法進行估算。然后BMS會對電池包進行安全診斷,包括過流,過壓,欠壓,高溫,低溫,斷路的保護。再次是對電池包的能量進行管理,一般分為被動管理和主動管理兩種類型。還會對電池包進行信息的管理,包含數(shù)據(jù)的整車交互以及日志的存儲。BMS是動力鋰電池組的中心操作單元,它能實時采集單體電池的電壓、電流、溫度等數(shù)據(jù),通過均衡算法調(diào)節(jié)各電芯的充放電狀態(tài),避免因電芯不一致性導致的容量衰減或安全。 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。中穎BMS電池掛你系統(tǒng)智能云憑條
BMS 故障會導致電池鼓包、續(xù)航驟降,甚至起火風險。出口BMS云平臺設計
電池保護板的自身參數(shù),比如自耗電分為工作自耗電和靜態(tài)(睡眠)自耗電,保護板自耗電的電流一般是ua級別。工作自耗電電流較大,主要為保護芯片、mos驅(qū)動等消耗。保護板的自耗電太大會過多消耗電池電量,如果長時間擱置的電池,保護板自耗電可能導致電池虧電。自耗電和內(nèi)阻等,他們不起保護作用,但是對電池的性能是有影響的。保護板的主回路內(nèi)阻也是一個很重要的參數(shù),保護板的主回路內(nèi)阻主要來源于pcb板上鋪設阻值,mos的阻值(主要)和分流電阻的阻值。在保護板進行充放電時,特別是mos部分,會產(chǎn)生大量的熱,因此一般保護板的mos上都需要貼一大塊的鋁片用于導熱和散熱。除了這些基本功能以外,為了使用不同的應用場景個需求,保護板還有各種各樣的附加功能(如均衡功能),特別是帶軟件的保護板,功能更是異常豐富,比如藍牙、wifi、GPS、串口、CAN等應有盡有,再高階一點,就成了電池管理系統(tǒng)。 出口BMS云平臺設計