目前BMS架构主要分为集中式架构和分布式架构。集中式BMS将所有电芯统一用一个BMS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、可靠性高的优势,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BMS的各种术语五花八门,不同的公司,不同的叫法。动力电池BMS大多是主从两层架构。储能BMS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。未来的BMS将拥有更强大的数据处理能力和更高的集成度,能够与车辆控制器、充电桩等外部设备进行更紧密的协同工作,为推动锂电池在各领域的广泛应用提供坚实的安全保护。 BMS的关键技术难点是什么?软件BMS效果
在储能系统中,储能电池只与高压储能变流器交互,变流器从交流电网取电,给电池组充电,或者电池组给变流器供电,电能通过变流器转换到交流电网。储能系统的通信、电池管理系统主要与变流器和储能电站调度系统有信息交互关系。另一方面,电池管理系统向变流器发送重要状态信息,确定高压电力交互状况,另一方面,电池管理系统向储能电站的调度系统PCS发送较详尽的监视信息。电动汽车BMS在高压下与电动机和充电机有能量交换关系的通信方面,与充电机在充电过程中有信息交互,在所有应用过程中与整车控制器有较详细的信息交互。深圳智慧动锂电子股份有限公司是从事锂电池保护管理系统 (BMS) 的技术开发及锂电池专门集成电路通路商的国家高新技术企业。软件BMS效果根据应用场景(电压/电流需求)、精度要求、成本预算、通信协议兼容性综合评估。
电池保护板的自身参数,比如自耗电分为工作自耗电和静态(睡眠)自耗电,保护板自耗电的电流一般是ua级别。工作自耗电电流较大,主要为保护芯片、mos驱动等消耗。保护板的自耗电太大会过多消耗电池电量,如果长时间搁置的电池,保护板自耗电可能导致电池亏电。自耗电和内阻等,他们不起保护作用,但是对电池的性能是有影响的。保护板的主回路内阻也是一个很重要的参数,保护板的主回路内阻主要来源于pcb板上铺设阻值,mos的阻值(主要)和分流电阻的阻值。在保护板进行充放电时,特别是mos部分,会产生大量的热,因此一般保护板的mos上都需要贴一大块的铝片用于导热和散热。除了这些基本功能以外,为了使用不同的应用场景个需求,保护板还有各种各样的附加功能(如均衡功能),特别是带软件的保护板,功能更是异常丰富,比如蓝牙、wifi、GPS、串口、CAN等应有尽有,再高阶一点,就成了电池管理系统了(BMS)。
BMS保护板分为分口与同口保护板。保护板为了现实保护电池的功能,必须要能够主动切断电池主回路。因此,在电池包内部,电池的主回路是要经过保护板的。为了对充电和放电都能进行操作,保护板必须具有两个开关,分别作用于充电和放电回路(姑且这么理解)。在同口保护板中,这两个开关串在一条线上,接到电池包外部,充电和放电都经过此线。而在分口保护板中,电池分出两根线,分别接充电开关和放电开关,再接到电池外部。之所以会出现同口和分口保护板,是为了降低成本:一般电动车锂电池包的充电电流要比放电电流小,如果两个开关串到一条线上,那么两个开关就得照着大的买。而分口的话,充电电流小,就可以用一个更小的开关。这里说的开关,其实就是MOSFET,是锂电保护板的主要成本,而且国内相关产品技术受限,重点部件需要进口。随着科技的不断进步,BMS正朝着更加智能化、节能化和小型化的方向发展。 BMS失效会产生什么后果?
当前主流架构已转向模块化分布式设计(如主从式架构),通过分层管理实现更高精度数据采集(电压测量精度达±2mV)和迅速响应。特斯拉Model3采用“域控制器+子模块”架构,单体电池监控周期缩短至10ms级。智能算法的应用也使得BMS的性能得到了进一步提升,基于神经网络的动态修正模型(如LSTM网络)将SOC估算误差降至3%以内;数字孪生技术构建虚拟电池模型,实现寿命预测与故障自诊断;华为2023年推出的云端BMS方案,通过大数据训练使SOH(良好状态)预测准确度提升至95%。市场格局:BMS产业在新能源汽车、储能及消费电子等领域的需求驱动下,已形成较为完整的产业链。2023年BMS市场规模约,同比增长,2024年预计达312亿元;2025年全球BMS市场规模将突破250亿美元,我国占比45%,成为全球大型单一市场。新能源汽车是主要驱动力,2024年合肥新能源汽车产量预计突破130万辆(同比增长81%),直接拉动BMS需求。储能领域增速更快,2025年我国储能BMS市场规模预计达178亿元,年复合增长率47%。长三角(合肥、上海)和珠三角(深圳、东莞)形成BMS产业集群,占据70%以上产能。上游芯片、传感器等元器件国产化率突破50%,但MCU、AFE芯片仍依赖进口。 BMS所获得数据的准确性、可靠性,决定了储能系统整体运行的质量和效率。软件BMS效果
从哪些方面选择合适的BMS?软件BMS效果
SOC的重要性是防止电池损坏:通过将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危险。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充电等技术来保护电池寿命。 软件BMS效果