充電管理:根據(jù)電池的狀態(tài)(如 SOC、溫度等),精確控制充電器對(duì)電池組的充電過程。包括控制充電電流、電壓,實(shí)現(xiàn)恒流充電、恒壓充電等不同階段的轉(zhuǎn)換,確保電池能夠快速、安全地充滿電,同時(shí)避免過充對(duì)電池造成損害。放電管理:監(jiān)測(cè)電池組的放電狀態(tài),防止電池過度放電。當(dāng)電池的 SOC 降低到一定程度時(shí),BMS 會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào),并采取相應(yīng)措施限制放電,以保護(hù)電池的性能和壽命。此外,BMS 還可以根據(jù)負(fù)載的需求,合理分配電池組的放電電流,確保電池組能夠穩(wěn)定地為負(fù)載提供電力。均衡管理:由于電池組中的各個(gè)單體電池在生產(chǎn)工藝、使用環(huán)境等方面存在差異,長(zhǎng)時(shí)間使用后會(huì)出現(xiàn)電壓、容量等參數(shù)的不一致性,即電池不均衡。BMS 通過均衡電路對(duì)單體電池進(jìn)行均衡處理,使各個(gè)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的集成化趨勢(shì)也越來越明顯。共享換電柜BMS設(shè)計(jì)
電池管理系統(tǒng)(BMS,Battery Management System)3. 競(jìng)爭(zhēng)格局與挑戰(zhàn)(1)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇頭部企業(yè)主導(dǎo):特斯拉、寧德時(shí)代(CATL)、比亞迪等車企與電池廠商自研BMS,形成技術(shù)壁壘。第三方供應(yīng)商崛起:如ADI、NXP、均勝電子等芯片與方案商提供標(biāo)準(zhǔn)化BMS解決方案。(2)技術(shù)挑戰(zhàn)算法瓶頸:SOC估算精度(目前普遍誤差3%-5%),低溫/老化條件下的可靠性。標(biāo)準(zhǔn)化缺失:不同電池類型(如磷酸鐵鋰vs三元鋰)、廠商協(xié)議差異導(dǎo)致兼容性問題。成本壓力:BMS占電池包成本10%-20%,需通過技術(shù)迭代降本。特種車輛BMS設(shè)計(jì)BMS將會(huì)與電機(jī)控制系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)等組成更加完整的電動(dòng)車輛控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)更加高效和精確的能量管理。
BMS分為純硬件BMS保護(hù)板和軟件結(jié)合硬件的BMS保護(hù)板。純硬件的BMS保護(hù)板是一組比較固定的保護(hù)參數(shù),根據(jù)自身采集到的電壓、電流、溫度等狀態(tài)保護(hù)與恢復(fù),不需要MCU參與,這樣的保護(hù)板也就不具備通訊信息交互的功能。而軟件+硬件的方式,MCU可以對(duì)信息的實(shí)時(shí)采集與外部交互,上傳BMS保護(hù)板實(shí)時(shí)信息。一般為了更好地分析電池過去的狀態(tài),尤其是在故障分析和算法建模的時(shí)候,需要大量的數(shù)據(jù)支撐,這時(shí)候就需要log存儲(chǔ)功能,盡可能多的記錄BMS的數(shù)據(jù)。
電池管理系統(tǒng)(Battery Management System,BMS)作為鋰電池組的“智慧中樞”,通過多維度監(jiān)控與動(dòng)態(tài)調(diào)控,在保障安全的前提下較大化釋放電池性能。其技術(shù)架構(gòu)涵蓋數(shù)據(jù)采集、算法決策與執(zhí)行控制三大層級(jí):數(shù)據(jù)采集層依托高精度模擬前端芯片(如TI BQ76940)實(shí)現(xiàn)單體電壓(±1mV)、溫度(±0.5℃)及電流(±0.1%FS)的實(shí)時(shí)檢測(cè);主控層基于擴(kuò)展卡爾曼濾波(EKF)或深度學(xué)習(xí)算法,融合開路電壓(OCV)、庫(kù)侖計(jì)數(shù)與阻抗譜數(shù)據(jù),將荷電狀態(tài)(SOC)估算誤差壓縮至2%以內(nèi),同時(shí)通過循環(huán)壽命模型預(yù)測(cè)健康狀態(tài)(SOH);執(zhí)行層則通過MOSFET陣列或固態(tài)繼電器管理充放電回路,并借助主動(dòng)均衡電路(如雙向DC-DC拓?fù)洌⒛芰哭D(zhuǎn)移效率提升至90%以上,優(yōu)異降低多串電池組的不一致性。此外,BMS深度集成熱管理策略,通過液冷板與PTC加熱膜的協(xié)同控制,將電池包溫差嚴(yán)格限制在±2℃內(nèi),避免局部過熱引發(fā)的性能衰減。BMS電池保護(hù)板是鋰離子電池組的"大腦"。
BMS 即電池管理系統(tǒng)(Battery Management System),主要應(yīng)用于以下幾個(gè)領(lǐng)域:電動(dòng)自行車:BMS 可以監(jiān)測(cè)和管理電動(dòng)自行車的電池組,提供過充保護(hù)、過放保護(hù)和短路保護(hù)等功能,延長(zhǎng)電池壽命,提高騎行的安全性和便利性。航空航天:在航空航天領(lǐng)域,對(duì)電池的性能和安全性要求極高。BMS 用于管理飛行器上的電池系統(tǒng),確保在極端環(huán)境下電池能夠穩(wěn)定、安全地工作,為飛行器的可靠運(yùn)行提供保障。工業(yè)業(yè)應(yīng)用:在工業(yè)業(yè)裝備中,如便攜式電子設(shè)備、電動(dòng)武器平臺(tái)等,BMS 有助于提高電池的性能和可靠性,滿足工業(yè)業(yè)任務(wù)對(duì)裝備電力供應(yīng)的嚴(yán)格要求。是指通過控制策略使電池組中各個(gè)單體電池的電壓或容量保持一致,以提高電池組的整體性能和壽命。鉛酸改鋰電池BMS云平臺(tái)開發(fā)
BMS終止充電意味著電池管理系統(tǒng)在監(jiān)測(cè)到充電系統(tǒng)存在異常情況時(shí),為了保護(hù)電池安全而主動(dòng)切斷充電過程。共享換電柜BMS設(shè)計(jì)
鋰電池保護(hù)板,作為鋰離子電池組的守護(hù)神,扮演著至關(guān)重要的角色。它主要由控制IC、MOS管、采樣電阻、保險(xiǎn)絲/PTC等中心組件構(gòu)成,通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池組的電壓、電流和溫度,確保電池在安全范圍內(nèi)工作。保護(hù)板具備過充、過放、短路、過流、過溫等多重保護(hù)功能,一旦檢測(cè)到異常情況,立即通過控制MOS管的開關(guān)狀態(tài),切斷電池組與外界的電氣連接,有效防止電池?fù)p壞甚至危險(xiǎn)。隨著技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代鋰電池保護(hù)板還融入了主動(dòng)均衡技術(shù),能更高效地平衡電池組內(nèi)各單體電池的電壓,延長(zhǎng)整體使用壽命。同時(shí),高精度監(jiān)測(cè)、集成化與智能化趨勢(shì)日益明顯,保護(hù)板不僅能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障診斷,還能根據(jù)電池狀態(tài)智能調(diào)整保護(hù)策略,確保電池在比較好狀態(tài)下運(yùn)行。在使用中,定期檢查保護(hù)板及其連接情況,適時(shí)調(diào)整保護(hù)參數(shù),保持其良好的環(huán)境適應(yīng)性,是確保電池組長(zhǎng)期安全、穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵??傊?,鋰電池保護(hù)板以其豐富的功能和優(yōu)異的性能,為各類電子產(chǎn)品和新能源應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)的安全保障。共享換電柜BMS設(shè)計(jì)