在均衡策略方面,有基于電壓的均衡策略,該策略以電池單體的電壓作為均衡判斷依據(jù),當電池組中單體電池電壓差異超過設定閾值時,啟動均衡電路進行均衡,實現(xiàn)相對簡便,但未直接考量電池的 SOC 情況,可能出現(xiàn)電壓均衡而 SOC 不均衡的現(xiàn)象?;?SOC 的均衡策略,則通過精確估算電池單體的 SOC,依據(jù) SOC 差異實施均衡。此策略能更精確反映電池實際荷電狀態(tài),實現(xiàn)真正的電量均衡,然而 SOC 估算的準確性會對均衡效果產(chǎn)生影響,需要更為復雜的算法與硬件支持。還有混合均衡策略,它綜合結合電壓和 SOC 兩種參數(shù)進行均衡判斷,多方位考慮了電池的電壓和實際荷電狀態(tài),能更完善地實現(xiàn)電池組的均衡管理,提升均衡的準確性與有效性,只是算法較為復雜,對 BMS 的計算能力和硬件性能要求頗高。BMS的故障診斷功能是如何實現(xiàn)的?平衡車BMS保護IC
電壓監(jiān)測:精確測量電池組中每個單體電池的電壓,以及電池組的總電壓。通過對單體電池電壓的監(jiān)測,可以及時發(fā)現(xiàn)電池組中電壓異常的電池,如過充、過放或電壓不均衡等情況。電流監(jiān)測:實時監(jiān)測電池組的充放電電流,以便準確計算電池的充放電電量,進而評估電池的剩余容量(SOC)。同時,通過監(jiān)測電流還可以判斷電池組的工作狀態(tài),如是否存在過流、短路等故障。溫度監(jiān)測:在電池組中布置多個溫度傳感器,實時監(jiān)測電池組的溫度分布情況。由于電池的性能和安全性與溫度密切相關,過高或過低的溫度都會影響電池的壽命和充放電效率,甚至可能引發(fā)安全事故,因此溫度監(jiān)測對于保證電池組的安全穩(wěn)定運行至關重要。新能源BMS保護板BMS鋰電池保護板可以按照串數(shù)和持續(xù)放電電流大小來區(qū)分。
鋰電池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,這樣對控制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(shù),無感等要求。鋰電池保護板的電路,B+、B-分別是接電芯的正、負極;P+、P-分別是保護板輸出的正、負極;T為溫度電阻(NTC)端口。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、溫度保護等。
分布式發(fā)電儲能:在太陽能、風能等分布式發(fā)電系統(tǒng)中,BMS 用于管理儲能電池,將多余的電能儲存起來,在需要時釋放,平滑發(fā)電功率波動,提高能源供應的穩(wěn)定性和可靠性。如一些分布式光伏電站搭配的儲能系統(tǒng),通過 BMS 實現(xiàn)了對電池的有效管理,提升了整個發(fā)電系統(tǒng)的性能。電網(wǎng)儲能:在智能電網(wǎng)中,BMS 參與電網(wǎng)的調峰調頻、備用電源等功能。大規(guī)模的電池儲能系統(tǒng)通過 BMS 精確控制電池的充放電,響應電網(wǎng)的需求,提高電網(wǎng)的靈活性和穩(wěn)定性。集中式BMS將所有電芯統(tǒng)一用一個BMS硬件采集,適用于電芯少的場景。
電池保護板的自身參數(shù),比如自耗電分為工作自耗電和靜態(tài)(睡眠)自耗電,保護板自耗電的電流一般是ua級別。工作自耗電電流較大,主要為保護芯片、mos驅動等消耗。保護板的自耗電太大會過多消耗電池電量,如果長時間擱置的電池,保護板自耗電可能導致電池虧電。自耗電和內阻等,他們不起保護作用,但是對電池的性能是有影響的。保護板的主回路內阻也是一個很重要的參數(shù),保護板的主回路內阻主要來源于pcb板上鋪設阻值,mos的阻值(主要)和分流電阻的阻值。在保護板進行充放電時,特別是mos部分,會產(chǎn)生大量的熱,因此一般保護板的mos上都需要貼一大塊的鋁片用于導熱和散熱。除了這些基本功能外,為了使用不同的應用場景個需求,保護板還有各種各樣的附加功能(如均衡功能),特別是帶軟件的保護板,功能更是異常豐富,比如藍牙、wifi、GPS、串口、CAN等應有盡有,再高階一點,就成了電池管理系統(tǒng)了(BMS)。對于電池管理系統(tǒng)而言,除了均衡功能外,均衡策略的制定同樣非常重要。中穎電子BMS系統(tǒng)
在儲能系統(tǒng)中,BMS負責監(jiān)控電池的狀態(tài),確保電池的安全運行,并與儲能監(jiān)控系統(tǒng)通信,實現(xiàn)對電池的管理。平衡車BMS保護IC
電動汽車:BMS的主戰(zhàn)場電動汽車的BMS需應對高能量密度、快充與大倍率放電的極限工況。以特斯拉Model 3為例,其BMS采用分布式架構,每16節(jié)電芯配置一個AFE模塊,通過菊花鏈通信降低布線復雜度,SOC估算精度達2%。創(chuàng)新技術包括:無線BMS(如通用Ultium平臺):取消傳統(tǒng)線束,通過2.4GHz無線通信降低故障率與重量;電芯級管理:寧德時代CTP技術中,BMS直接監(jiān)控每個大尺寸電芯(如LFP刀片電池)的膨脹與應力變化;充電優(yōu)化:800V高壓平臺下,BMS動態(tài)調整充電曲線,結合電解液添加劑配方將快充時間縮短至15分鐘(如保時捷Taycan)。儲能系統(tǒng):長壽命與高可靠性需求電網(wǎng)級儲能BMS需滿足10年以上循環(huán)壽命與99.9%可用性要求。關鍵技術突破包括:層級化架構:電池簇→機架→集裝箱三級管理,每層級BMS單獨運行并冗余備份;AI預測維護:華為LUNA2000儲能系統(tǒng)通過機器學習分析歷史數(shù)據(jù),提前14天預警容量衰減異常;混合均衡策略:陽光電源PowerTitan方案在放電階段使用主動均衡,充電階段切換為被動均衡,綜合效率提升至78%。平衡車BMS保護IC