目前BMS架構主要分為集中式架構和分布式架構。集中式BMS將所有電芯統一用一個BMS硬件采集,適用于電芯少的場景。集中式BMS具有成本低、結構緊湊、可靠性高的優勢,一般常見于容量低、總壓低、電池系統體積小的場景中,如電動工具、機器人(搬運機器人、助力機器人)、IOT智能家居(掃地機器人、電動吸塵器)、電動叉車、電動低速車(電動自行車、電動摩托、電動觀光車、電動巡邏車、電動高爾夫球車等)、輕混合動力汽車。目前行業內分布式BMS的各種術語五花八門,不同的公司,不同的叫法。動力電池BMS大多是主從兩層架構。儲能BMS則因為電池組規模較大,多數都是三層架構,在從控、主控之上,還有一層總控。未來的BMS將擁有更強大的數據處理能力和更高的集成度,能夠與車輛控制器、充電樁等外部設備進行更緊密的協同工作,為推動鋰電池在各領域的廣泛應用提供堅實的安全保護。 BMS在電動汽車中的應用?電池組BMS效果
隨著新能源電動汽車的廣泛應用,電池的容量、安全性、應用狀態與續航能力日益成為關注重點。BMS電池管理系統是對電池進行監控與管理的系統,將采集的電池信息實時反饋給用戶,同時根據采集的信息調節參數,充分發揮電池的性能。但是,該技術在管理多個電池時,需要人員現場調試與設置,導致其檢查、維護與更新相當不方便。而且,針對電池組的工作性能、電池老化情況、使用壽命等信息,需要人員現場經過多次反復調試、實驗之后才能獲得,工作相當繁瑣、耗時。在生產、調試或實驗過程中,只有在電池出現問題影響電動汽車的工作時,才會發現故障并更換電池,這種方式具有盲目性、滯后性,相當容易產生不良后果,嚴重則導致生產工作延誤、生產危險世故。 鉛酸改鋰電池BMS測試監控電池狀態(電壓/溫度/SOC/SOH),均衡電芯,防止過充/過放/過熱,延長電池壽命。
電池保護板,顧名思義鋰電池保護板主要是針對可充電電池(一般指鋰電池)起保護作用的集成電路板。鋰電池(可充型)之所以需要保護,是由它本身特性決定的。由于鋰電池本身的材料決定了它不能被過充、過放、過流、短路及超高溫充放電,因此鋰電池鋰電組件總會跟著一塊帶采樣電阻的保護板和一片電流保護器出現。電池包保護板設計中需要考慮的因素較多,如電壓平臺問題,鋰動力電池包在使用中往往被要求很大的平臺電壓,所以設計鋰動力電池包保護板時盡量使保護板不影響電芯的放電電壓,這樣對IC、采樣電阻等元件的要求就會很高,電流采樣電阻應滿足高精密度,低溫度系數,無感等要求。鋰電池保護板的主要功能有過充保護、過放保護、過流保護、短路保護、溫度保護。
充電管理:根據電池的狀態(如SOC、溫度等),精確操控充電器對電池組的充電過程。包括操控充電電流、電壓,實現恒流充電、恒壓充電等不同階段的轉換,確保電池能夠迅速、安全地充滿電,同時避免過充對電池造成損害。放電管理:監測電池組的放電狀態,防止電池過度放電。當電池的SOC降低到一定程度時,BMS會發出報警信號,并采取相應措施限制放電,以保護電池的性能和壽命。此外,BMS還可以根據負載的需求,合理分配電池組的放電電流,確保電池組能夠穩定地為負載提供電力。均衡管理:由于電池組中的各個單體電池在生產工藝、使用環境等方面存在差異,長時間使用后會出現電壓、容量等參數的不一致性,即電池不均衡。BMS通過均衡電路對單體電池進行均衡處理,使各個電池的電量保持一致,從而提高電池組的整體性能和壽命。 BMS如何實現多電芯管理?
BMS是鋰離子電池組的"大腦",對電芯(組)進行統一的監控、指揮及協調。從構成上看,電池管理系統包括電池管理芯片(BMIC)、模擬前端(AFE)、嵌入式微處理器,以及嵌入式軟件等部分。BMS根據實時采集的電芯狀態數據,通過特定算法來實現電池組的電壓保護、溫度保護、短路保護、過流保護、絕緣保護等功能,并實現電芯間的電壓平衡管理和對外數據通訊。電池管理芯片(BMIC)是電源管理芯片的重要細分領域,包括充電管理芯片、電池計量芯片和電池安全芯片。充電管理芯片可將外部電源轉換為適合電芯的充電電壓和電流,并在充電過程中實時監測電芯的充電狀態,調整充電電壓、電流,確保對電芯進行安全、及時的充電。根據鋰電池的特性,充電管理芯片自動進行預充、恒流充電、恒壓充電,操作充電各個階段的充電狀態。 高精度SOC/SOH估算、電芯均衡管理、熱管理策略、故障診斷與容錯控制。便攜式戶外電源BMS工作原理
保障工業機器人、AGV等設備的鋰電池安全運行,支持高倍率充放電,減少停機風險。電池組BMS效果
鋰電池(可充型)之所以需要保護,是由它本身特性決定的。由于鋰電池本身的材料決定了它不能被過充、過放、過流、短路及超高溫充放電,因此鋰電池鋰電組件總會跟著一塊精致的保護板和一片電流保護器出現。鋰電池的保護功能通常由保護電路板和PTC等電流器件協同完成,保護板是由電子電路組成,在-40℃至+85℃的環境下時刻準確的監視電芯的電壓和充放回路的電流,及時操控電流回路的通斷;PTC在高溫環境下防止電池發生惡劣的損壞。保護板通常包括IC、MOS開關及輔助器件NTC、ID、存儲器等。其中操控IC,在一切正常的情況下MOS開關導通,使電芯與外電路溝通,而當電芯電壓或回路電流超過規定值時,它立刻操控MOS開關關斷,保護電芯的安全。NTC是Negativetemperaturecoefficient的縮寫,意即負溫度系數,在環境溫度升高時,其阻值降低,使用電設備或充電設備及時反應、內部中斷而停止充放電。ID是Identification的縮寫,即身份識別的意思它分為兩種:一是存儲器,常為單線接口存儲器,存儲電池種類、生產日期等信息;二是識別電阻。兩者可起到產品的可追溯和應用的限制的作用。 電池組BMS效果