电池管理系统(BMS)主要功能:安全保护:实时监控电池电压、电流、温度等参数,触发过充、过放、过流、短路及温度异常保护,防止热失控风险。状态估算:精细估算电池荷电状态(SOC)、健康状态(SOH)和功率状态(SOP),为充放电策略提供数据支持。电芯均衡:通过被动均衡(电阻耗能)或主动均衡(能量转移),消除组内单体电芯的电压差异,延长电池寿命。数据通信:支持CAN、RS485、蓝牙等通信协议,与整车控制器或上位机交互数据,实现远程监控与故障诊断。BMS向高精度监测、AI智能预测、云端协同管理和多类型电池兼容(如固态电池)方向发展。共享换电柜BMS管理系统测试
主动均衡技术主动均衡又称非能量耗散式均衡,其原理在充电和放电循环期间,是将能量高的电芯内的能量转移到能量低的电芯中去,使得电池PACK内的电荷得到重新分配,从而缩短充电时间,延长放电使用时间。在适用场景上,主动均衡更加适用于大容量、高串数的锂电池组应用。BMS被动均衡技术先于主动均衡在电动市场中应用,技术也较为成熟些。主动均衡则较为复杂,变压器方案的设计以及开关矩阵的设计无疑会使成本增加明显。但主动均衡相比采用能量传递分配的原则,因而能量利用率相比被动均衡更高。在实际应用中,主动均衡技术也被普遍认为更为合理。例如,科列自主研发的双向DC-DC主动均衡芯片,它采用了科学的智能算法,能够及时地补偿电池组产生的差异,确保电池一致性,延长电池组的使用寿命和平均无故障时间。电动自行车BMS电池管理系统云平台设计当温度异常升高(如超过 60℃),立即切断充放电回路,防止热失控。
测量电池容量的理想方法是库仑计数法,即通过测量一段时间内流入和流出的电流,进而得到流入或者流出电量。SOC=总容量-(放电电流-充电电流)*时间根据电池测量系统的不同,有多种测量放电或充电电流的方法。电流分流器:分流器是一个低欧姆电阻器,用于测量电流。整个电流流经分流器并产生电压降,然后进行测量。这种方法会在电阻器上产生轻微的功率损耗。霍尔效应传感器:这种传感器通过磁场变化测量电流。它减少了电流分流器典型的功率损耗问题,但成本较高,且无法承受大电流。巨磁电阻(GMR)传感器:这种传感器用作磁场检测器,比霍尔效应传感器更灵敏(也更昂贵)。它们的精确度很高。库仑测量涉及的计算相当复杂,主要由微控制器完成。库仑计数法是一种安培小时积分法,可量化一段时间内的电量,提供动态、连续的状态更新。开路电压(OCV)通过计算电压与电量之间的直接关系,评估剩余电量。不过,库仑计数法会因传感器漂移或电池性能变化而随时间累积误差,而开路电压则也可能受到温度波动和电池老化的影响。
锂电池过充过放的本质:充电时,锂离子从正极板脱嵌,通过电解液嵌入到负极板上;放电时,锂离子从负极板上脱嵌,并经由电解液嵌入到正极板上;锂离子电池的充放电过程是锂离子在极板上的嵌入和脱嵌过程。充电时,随着锂离子的脱嵌,正极材料体积会发生一定量的收缩;放电时,随着锂离子的嵌入,正极材料体积会发生一定量的膨胀。过充时,正极晶格会产生崩塌,锂离子在负极会形成锂枝晶从而刺破隔膜,造成电池的损坏。过放时,正极材料活性变差,阻止锂离子的嵌入,电池容量急剧下降。如果发生正极材料体积过度膨胀,也会破坏电池的物理结构,造成电池的损坏。BMS通过精细的监测、保护和优化,让电池在安全的前提下发挥比较大效能,是连接电池与应用场景的“智能中枢”。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。
锂电池的存放过程中存在一定的危险,需要我们重视并采取安全管理措施。首先,锂电池的化学性质决定了它在受到外部损伤或过度充电时可能发生起爆。因此,存放锂电池的环境应该保持通风良好,远离火源和高温场所,避免在潮湿环境中存放。其次,对于长时间不使用的电池,应该采取适当措施进行储存,例如保持适当的电荷状态,并定期检查电池的状态。在锂电池的充电过程中也存在一定的危险。使用不合格的充电设备或混用充电器可能导致电池过热或充电不均衡,增加了电池发生故障的可能性。因此,建议使用原厂配套的充电设备,并遵循厂家的充电建议,避免过度充电或过度放电。除了个体用户应该注意安全管理外,对于大规模使用锂电池的场所,例如储能系统或电动车充电站,更需要建立完善的安全管理制度。这包括定期检查设备状态,配备人员进行监管和维护,制定应急预案并进行安全演练,以及提供必要的消防设备和应急救援措施。总的来说,锂电池作为一种高能量密度的电源,在我们生活中发挥着重要的作用,但其安全危险也需要我们高度重视。通过合理的存放、充电和管理措施,我们可以较大程度地减少锂电池存放过程中可能发生的安全问题,确保使用过程中的安全性和稳定性。 BMS的安全保护功能包括过充保护、过放保护、短路保护、温度保护等,确保电池组的安全运行。贸易BMS智能云平台
BMS锂电池保护板对电池包的能量进行管理,一般分为被动管理和主动管理两种类型。共享换电柜BMS管理系统测试
从架构角度而言,BMS主要分为集中式和分布式两种拓扑结构。集中式BMS通过一个硬件设备采集所有电池的数据,这种架构成本较低、结构紧凑且可靠性较高,适用于电池数量较少、容量较低、总电压不高以及小型电池系统的场景,如电动工具、机器人(搬运机器人、助力机器人)、智能家居中的扫地机器人和电动吸尘器、电动叉车、低速电动车(电动自行车、电动摩托车、电动观光车、电动巡逻车、电动高尔夫球车等)以及轻度混合动力汽车等。集中式BMS硬件可划分为高压区和低压区,高压区负责采集单电池电压、系统总电压以及监测绝缘电阻;低压区则涵盖电源电路、CPU电路、CAN通信电路、操控电路等。随着乘用车动力电池系统朝着高容量、高总电压和大体积方向发展,分布式BMS逐渐成为主流,特别是在插电式混合动力和纯电动汽车中应用综合。分布式系统将测量单元等电子设备直接安装在与单电池集成的电路板上,其优势明显,具有极高的可扩展性,可细化到单个电池;连接可靠性高,几乎不存在过长电缆,电池与测量电路紧密结合,减少了干扰和误差,安全性也随之提高;维护便捷,当某个小单元出现故障时,只需更换该单元即可。不过,其缺点是成本高昂,每个单元都需额外配备一套设备。 共享换电柜BMS管理系统测试