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共享换电柜锂电池保护板管理系统工作原理

来源: 发布时间:2024年11月13日

   目前锂电池保护板架构主要分为集中式架构和分布式架构。集中式锂电池保护板将所有电芯统一用一个锂电池保护板硬件采集,适用于电芯少的场景。集中式BMS具有成本低、结构紧凑、可靠性高的优点,一般常见于容量低、总压低、电池系统体积小的场景中,如电动工具、机器人(搬运机器人、助力机器人)、IOT智能家居(扫地机器人、电动吸尘器)、电动叉车、电动低速车(电动自行车、电动摩托、电动观光车、电动巡逻车、电动高尔夫球车等)、轻混合动力汽车。目前行业内分布式锂电池保护板的各种术语五花八门,不同的公司,不同的叫法。动力电池B保护板多是主从两层架构。储能电池保护板则因为电池组规模较大,多数都是三层架构,在从控、主控之上,还有一层总控。如果是对基本功能的要求较高,且成本预算较为有限,锂电池硬件保护板可能是一个不错的选择。共享换电柜锂电池保护板管理系统工作原理

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锂电池是否可以省略保护板的使用?这一问题引发了不少讨论。保护板的设计初衷是为了电池的安全,预防过充、过放以及短路等潜在风险。然而,磷酸铁锂电池的出现使得一些人提出了不同的看法,认为这种电池类型具有足够的稳定性,因此可能无需额外的保护板。但我们需要明确的是,锂电池保护板的功能并不仅限于防止过充和过放。锂电池保护板实际上是一个充放电的保护系统,特别是对于串联的电池组而言。它能够确保电池组中每个单体电池之间的电压差保持在一个设定的安全范围内,从而实现更为均匀的充电。此外,保护板还具备监测功能,能够检测到电池组中的任何单体电池是否出现过压、欠压、过流、短路或过温等异常情况,进而及时采取措施以保护电池并延长其使用寿命。两轮车锂电池保护板系统均衡是锂电池保护板中非常重要的一个环节。

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电池保护板是锂离子电池组的"大脑",对电芯(组)进行统一的监控、指挥及协调。从构成上看,电池管理系统包括电池管理芯片(BMIC)、模拟前端(AFE)、嵌入式微处理器,以及嵌入式软件等部分。电池保护板根据实时采集的电芯状态数据,通过特定算法来实现电池组的电压保护、温度保护、短路保护、过流保护、绝缘保护等功能,并实现电芯间的电压平衡管理和对外数据通讯。电池管理芯片(BMIC)是电源管理芯片的重要细分领域,包括充电管理芯片、电池计量芯片和电池安全芯片。充电管理芯片可将外部电源转换为适合电芯的充电电压和电流,并在充电过程中实时监测电芯的充电状态,调整控制充电电压、电流,确保对电芯进行安全、高效的充电。根据锂电池的特性,充电管理芯片自动进行预充、恒流充电、恒压充电,有效控制充电各个阶段的充电状态。

   BMS分为纯硬件BMS保护板和软件结合硬件的BMS保护板纯硬件的BMS保护板是一组比较固定的保护参数,根据自身采集到的电压、电流、温度等状态保护与恢复,不需要MCU参与,这样的保护板也就不具备通讯信息交互的功能而软件+硬件的方式,MCU可以对信息的实时采集并且通过can、485等通讯方式与外部交互,上传BMS保护板实时信息。一般为了更好地分析电池过去的状态,尤其是在故障分析和算法建模的时候,需要大量的数据支撑,这时候就需要log存储功能,尽可能多的记录BMS的数据。BMS系统实时监测电池状态,确保在充放电过程中的稳定性和安全性,从而保障设备和用户的安全。

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锂电池保护板的被动均衡技术顾名思义,被动均衡就是将单体电池中容量稍多的个体消耗掉,实现整体的均衡。被动均衡又称为能量耗散式均衡,工作原理是在每节电芯上并联一个电阻,当某个电芯提前充满,而又需要继续给其他电芯充电时,通过电阻对电压高的电芯以热量形式释放电量,为其他电芯争取更多充电时间。由于被动均衡结构更为简单,所以使用比较广。但是被动均衡也有明显的缺点,由于结构简单制作成本低,采用电阻耗能产生热量,从而会使整个系统的效率降低。并且均衡时间短,效果不佳,一般均衡时间都在充电周期末期。此外,只能对高电压电池进行放电,无法对劣质电池进行改进。在适用场景上,被动均衡更适合于小容量、低串数的锂电池组应用,可以释放每颗电芯的储能能力,实现电量的有效利用。两轮电动车锂电池保护板行业内成为两轮电动车电池保护板分为硬件板与软件板。共享换电柜锂电池保护板品牌

锂电池保护板通过采样线、镍片等与电芯组成的pack连接,通过对系统状态的实时监控,达到管理电池组的目的。共享换电柜锂电池保护板管理系统工作原理

    锂电池保护板对电池SOH的管理。什么是SOH?SOH(Stateofhealth),意指电池的健康状况,和SOC同为动力电池的关键状态参数。电池在使用过程中会不断老化,当健康状况劣化至一定程度时,便不再满足电动车的使用要求,因此需对电池的SOH进行监控。与SOC的估计相比,SOH的预测更为复杂,一般需借助于各类滤波算法实现。在当前工程实际中,电池的SOH的考量因素主要有电池容量和内阻两个指标。那么动力电池包SOH的影响因素有哪些呢?影响动力电池包SOH的因素可以从两个角度来看:一是在电池单体层级;二是单体电池成组的影响。共享换电柜锂电池保护板管理系统工作原理