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從實(shí)現(xiàn)方式來(lái)看,主要分為被動(dòng)均衡與主動(dòng)均衡。被動(dòng)均衡,即耗能式均衡,一般利用電阻等耗能元件來(lái)消耗電壓較高電池的多余電量,以此促使電池組中各單體電池電壓趨于均衡。這種方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易、成本較低,然而會(huì)產(chǎn)生熱量,導(dǎo)致能量浪費(fèi),且均衡效率相對(duì)不高,比較適用于對(duì)成本較為敏感、電池組容量較小以及充電頻率不高的應(yīng)用場(chǎng)景,例如一些小型鋰電池設(shè)備。主動(dòng)均衡,也叫非耗能式均衡,它借助電感、電容、變壓器等儲(chǔ)能元件,把電量從電壓高的電池轉(zhuǎn)移到電壓低的電池,實(shí)現(xiàn)電池間的能量轉(zhuǎn)移與均衡。主動(dòng)均衡方式能夠優(yōu)異減少能量損耗,均衡速度快、效率高,適用于大容量、高倍率充放電的電池組,像電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能系統(tǒng)等對(duì)電池性能和安全性要求嚴(yán)苛的領(lǐng)域,不過(guò)其電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本也相對(duì)較高。儲(chǔ)能BMS正在從單純的電池管理系統(tǒng)向更加綜合、智能的數(shù)據(jù)服務(wù)和能源管理平臺(tái)轉(zhuǎn)變。電單車BMS電池管理系統(tǒng)工廠
BMS是BatteryManagementSystem首字母縮寫,電池管理系統(tǒng)。是配合監(jiān)控儲(chǔ)能電池狀態(tài)的裝置,主要就是為了智能化管理及維護(hù)各個(gè)電池單元,防止電池出現(xiàn)過(guò)充電和過(guò)放電,延長(zhǎng)電池的使用壽命,監(jiān)控電池的狀態(tài)。一般BMS表現(xiàn)為一塊電路板,即BMS保護(hù)板,或者一個(gè)硬件盒子。BMS保護(hù)板或者BMS保護(hù)盒子通過(guò)采樣線、鎳片等與電芯組成的pack連接,通過(guò)對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控,達(dá)到管理電池組的目的。BMS由電池組、線束、結(jié)構(gòu)件、BMS保護(hù)板等組件組成,其中電池組是由一系列單體電芯組合而來(lái),通常單體電芯電壓、容量都較低,如果想得到更高電壓平臺(tái)和更大容量的電池包,就需要多個(gè)電芯組合。BMS電池管理系統(tǒng)品牌BMS故障可能導(dǎo)致電池組性能下降,縮短電池壽命,甚至引發(fā)安全故障。
BMS保護(hù)板也可以按照串?dāng)?shù)和持續(xù)放電電流大小來(lái)分。串?dāng)?shù)比較好理解,常見的7串(三元24v),13串(三元48v),17串(三元60v),20串(三元72v)。保護(hù)板需要采集每一串電芯的電壓,因此串?dāng)?shù)不同,保護(hù)板也會(huì)不同。而電流大小,就是決定了MOS開關(guān)的大小(MOS數(shù)量),MOS數(shù)量越多,BMS保護(hù)板的價(jià)格就越高,對(duì)價(jià)格的影響很關(guān)鍵。鐵鋰常見的就是15/16串48v,20串60v,24串72v。鋰電池體積小、可拆卸提出,方便用戶充電,降低電池被盜的風(fēng)險(xiǎn)。
在儲(chǔ)能系統(tǒng)中,儲(chǔ)能電池只與高壓儲(chǔ)能變流器交互,變流器從交流電網(wǎng)取電,給電池組充電,或者電池組給變流器供電,電能通過(guò)變流器轉(zhuǎn)換到交流電網(wǎng)。儲(chǔ)能系統(tǒng)的通信、電池管理系統(tǒng)主要與變流器和儲(chǔ)能電站調(diào)度系統(tǒng)有信息交互關(guān)系。另一方面,電池管理系統(tǒng)向變流器發(fā)送重要狀態(tài)信息,確定高壓電力交互狀況,另一方面,電池管理系統(tǒng)向儲(chǔ)能電站的調(diào)度系統(tǒng)PCS發(fā)送較詳盡的監(jiān)視信息。電動(dòng)汽車BMS在高壓下與電動(dòng)機(jī)和充電機(jī)有能量交換關(guān)系的通信方面,與充電機(jī)在充電過(guò)程中有信息交互,在所有應(yīng)用過(guò)程中與整車控制器有較詳細(xì)的信息交互。BMS在電動(dòng)汽車中的作用是什么?
SOC的重要性是防止電池?fù)p壞:將SOC保持在20%至80%之間,電動(dòng)汽車BMS可防止電池過(guò)度磨損,延長(zhǎng)SOH、容量和運(yùn)行壽命。BMS還依靠準(zhǔn)確的SOC讀數(shù)來(lái)降低電池單元因完全充電和深度放電而受損的風(fēng)險(xiǎn)。性能優(yōu)化:電動(dòng)汽車電池在特定的SOC范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)可實(shí)現(xiàn)較好性能。盡管根據(jù)電池化學(xué)成分和設(shè)計(jì)的不同,這些范圍也會(huì)有所不同,但大多數(shù)電動(dòng)汽車電池都能在20%至80%,SOC范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效的電力傳輸和強(qiáng)勁的加速性能。估算行駛里程:SOC直接影響電動(dòng)汽車的行駛里程,這對(duì)有效和安全的行程規(guī)劃至關(guān)重要。優(yōu)化能效:精確的SOC測(cè)量可較大限度地減少能源浪費(fèi),同時(shí)較大限度地利用再生制動(dòng)延長(zhǎng)行駛里程。確保充電安全:BMS利用SOC讀數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)汽車電池的充電速率,采用涓流充電和受控快速充電等技術(shù)來(lái)保護(hù)電池壽命。它還能在動(dòng)態(tài)充電曲線的引導(dǎo)下,確保單個(gè)電池的均衡充電,從而優(yōu)化調(diào)整電流和電壓,保持電池健康并防止過(guò)度充電。在儲(chǔ)能系統(tǒng)中,BMS負(fù)責(zé)監(jiān)控電池的狀態(tài),確保電池的安全運(yùn)行,并與儲(chǔ)能監(jiān)控系統(tǒng)通信,實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的管理。充電柜BMS管理平臺(tái)
BMS的安全保護(hù)功能包括過(guò)充保護(hù)、過(guò)放保護(hù)、短路保護(hù)、溫度保護(hù)等,確保電池組的安全運(yùn)行。電單車BMS電池管理系統(tǒng)工廠
面向未來(lái),BMS正朝著全生命周期管理與多能源協(xié)同方向演進(jìn)。固態(tài)電池的商業(yè)化催生了新型界面監(jiān)測(cè)技術(shù),如QuantumScape的BMS通過(guò)超聲波探頭實(shí)時(shí)探測(cè)鋰枝晶生長(zhǎng),結(jié)合自修復(fù)電解質(zhì)實(shí)現(xiàn)早期風(fēng)險(xiǎn)阻斷。鈉離子電池的電壓滯回特性促使BMS算法升級(jí),多模型融合估算策略可將SOC誤差從5%壓縮至2.5%。在能源互聯(lián)網(wǎng)框架下,BMS與區(qū)塊鏈技術(shù)的結(jié)合實(shí)現(xiàn)了電池溯源與梯次利用的全程可信記錄,特斯拉的電池護(hù)照(Battery Passport)系統(tǒng)已覆蓋鈷、鎳等關(guān)鍵材料的供應(yīng)鏈碳足跡。據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)預(yù)測(cè),至2030年全球BMS市場(chǎng)規(guī)模將突破280億美元,其中AI驅(qū)動(dòng)的預(yù)測(cè)性維護(hù)系統(tǒng)占比超45%,推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)邁入“安全-高效-可持續(xù)”三位一體的新紀(jì)元。電單車BMS電池管理系統(tǒng)工廠