BMS 的均衡管理功能在电池组的运行中扮演着至关重要的角色。在电池组实际充放电进程里,由于电池单体在制造工艺上的细微差别,以及内阻、自放电率等固有特性的不同,各单体电池的电压、荷电状态(SOC)等参数会逐渐产生不一致的状况。而均衡管理功能的中心作用,便是借助特定手段促使电池组内各个单体电池的电压、SOC 等参数尽可能趋向一致,有效规避因个别电池过充或过放而对整个电池组性能与寿命造成不良影响。集中式 BMS:将所有电池单体的监测和管理功能集中在一块主控板上,适用于电池数量较少、系统规模较小的场合,如电动工具、智能家居、电动自行车等。分布式 BMS:把电池单体的监测和管理功能分散到多个从控板上,主控板负责协调和管理,适用于电池数量较多、系统规模较大的场合,如电动汽车、储能系统等。储能BMS正在从单纯的电池管理系统向更加综合、智能的数据服务和能源管理平台转变。电池PACKBMS研发
电池管理系统(BMS)系统组成。硬件层:包括电压/电流采集模块、温度传感器、均衡电路、主控芯片(MCU)及通信接口。软件层:内嵌SOC/SOH估算算法(如卡尔曼滤波、安时积分)、故障诊断逻辑及通信协议栈。安全机制:符合ISO 26262(汽车功能安全)等标准,具备冗余设计及故障自检能力。应用场景,新能源汽车:管理动力电池充放电,优化续航里程,保障高压系统安全。储能系统:平衡电网负荷,支持光伏/风能储能,防止电池过载。消费电子:如无人机、电动工具,确保高倍率放电下的稳定性。换电设施:实时监测换电柜电池状态,提升运维效率。电池PACKBMS研发在电动汽车中,BMS确保电池组的性能和安全性,延长电池寿命,提高车辆续航能力和驾驶安全性。
家用储能系统HES通常由电池组,电池管理系统(BMS),储能变流器(PCS)和能量管理系统(EMS)构成,其中储能电池和变流器是价值量较高的关键环节,节省电费是家庭用户配置储能的重要动力。太阳能光伏在白天发电,但家庭用户的用电高峰在夜间,发电和用电时间不匹配,配置储能可以帮助用户将白天多发的电储存起来,供夜间使用;另一方面,用户一天中不同时间用电电价不同、存在峰谷价的情况下,储能系统可以在低谷时段通过电网或自用光伏电池板充电,高峰时段放电供负载使用,从而避免在高峰时段从电网用电,有效节省电费。
充电管理:根据电池的状态(如 SOC、温度等),精确控制充电器对电池组的充电过程。包括控制充电电流、电压,实现恒流充电、恒压充电等不同阶段的转换,确保电池能够快速、安全地充满电,同时避免过充对电池造成损害。放电管理:监测电池组的放电状态,防止电池过度放电。当电池的 SOC 降低到一定程度时,BMS 会发出报警信号,并采取相应措施限制放电,以保护电池的性能和寿命。此外,BMS 还可以根据负载的需求,合理分配电池组的放电电流,确保电池组能够稳定地为负载提供电力。均衡管理:由于电池组中的各个单体电池在生产工艺、使用环境等方面存在差异,长时间使用后会出现电压、容量等参数的不一致性,即电池不均衡。BMS 通过均衡电路对单体电池进行均衡处理,使各个电池的电量保持一致,从而提高电池组的整体性能和寿命。BMS保护板的被动均衡是将单体电池中容量较多的个体消耗掉,实现整体的均衡。
锂电池保护板的设计需适配不同应用场景的差异化需求:1.电动汽车:高耐压设计(800V平台)、ASIL-D功能安全认证,支持快充(350kW)工况下的瞬时功率管理。典型案例:比亚迪刀片电池采用多层PCB保护板,集成液冷散热接口,温差控制±2℃。2.储能系统:支持簇级均衡与梯次利用,循环寿命>6000次,兼容磷酸铁锂(3.2V)与三元锂(3.7V)电芯。特斯拉Megapack储能柜采用模块化保护板,每模块单一管理,降低单点故障风险。3.消费电子:微型化设计(PCB面积<15mm×20mm),静态功耗<5μA,支持USB-PD/QC快充协议。大疆无人机电池内置多层保护板,集成自加热功能以应对低温飞行。BMS电池保护板可按照电芯材料来区分。电动三轮车BMS测试
BMS是储能电池系统的中心子系统之一。电池PACKBMS研发
SOC的重要性是防止电池损坏:将SOC保持在20%至80%之间,电动汽车BMS可防止电池过度磨损,延长SOH、容量和运行寿命。BMS还依靠准确的SOC读数来降低电池单元因完全充电和深度放电而受损的风险。性能优化:电动汽车电池在特定的SOC范围内运行时可实现较好性能。尽管根据电池化学成分和设计的不同,这些范围也会有所不同,但大多数电动汽车电池都能在20%至80%,SOC范围内实现高效的电力传输和强劲的加速性能。估算行驶里程:SOC直接影响电动汽车的行驶里程,这对有效和安全的行程规划至关重要。优化能效:精确的SOC测量可较大限度地减少能源浪费,同时较大限度地利用再生制动延长行驶里程。确保充电安全:BMS利用SOC读数来调节电动汽车电池的充电速率,采用涓流充电和受控快速充电等技术来保护电池寿命。它还能在动态充电曲线的引导下,确保单个电池的均衡充电,从而优化调整电流和电压,保持电池健康并防止过度充电。电池PACKBMS研发