電池管理系統(tǒng)(BMS)的主要職責包括監(jiān)控、保護和優(yōu)化電池性能。硬件BMS保護板指的是完全基于硬件實現(xiàn)的電池管理系統(tǒng),其設計注重電路和傳感器等硬件組件的整合。與之相對,軟件保護板BMS則采用嵌入式軟件實現(xiàn)電池管理系統(tǒng)的一種方式。與硬件版相比,軟件版更注重算法、控制邏輯和數(shù)據(jù)處理方面的優(yōu)化。在選擇硬件或軟件BMS保護板時,需要根據(jù)具體的應用需求和預算來做出權衡。如果是對基本功能的要求較高,且成本預算較為有限,BMS硬件保護板可能是一個不錯的選擇。而如果需要更高級的電池管理策略,對靈活性和升級能力有更高要求,那么軟件BMS板可能更為合適。 如果需要更高級的電池管理策略,對靈活性和升級能力有更高要求,那么軟件BMS板可能更為合適。電摩BMS品牌
測量電池容量的理想方法是庫侖計數(shù)法,即通過測量一段時間內(nèi)流入和流出的電流,進而得到流入或者流出電量。SOC=總容量-(放電電流-充電電流)*時間根據(jù)電池測量系統(tǒng)的不同,有多種測量放電或充電電流的方法。電流分流器:分流器是一個低歐姆電阻器,用于測量電流。整個電流流經(jīng)分流器并產(chǎn)生電壓降,然后進行測量。這種方法會在電阻器上產(chǎn)生輕微的功率損耗?;魻栃獋鞲衅鳎哼@種傳感器通過磁場變化測量電流。它消除了電流分流器典型的功率損耗問題,但成本較高,且無法承受大電流。巨磁電阻(GMR)傳感器:這種傳感器用作磁場檢測器,比霍爾效應傳感器更靈敏(也更昂貴)。它們的精確度很高。庫侖測量涉及的計算相當復雜,主要由微控制器完成。庫侖計數(shù)法是一種安培小時積分法,可有效量化一段時間內(nèi)的電量,提供動態(tài)、連續(xù)的狀態(tài)更新。開路電壓(OCV)通過計算電壓與電量之間的直接關系,快速評估剩余電量。不過,庫侖計數(shù)法會因傳感器漂移或電池性能變化而隨時間累積誤差,而開路電壓則也可能受到溫度波動和電池老化的影響。 三輪車BMS保護方案在電動自行車行業(yè)中,BMS主要指電動自行車電池保護板,而且主要指的是鋰電池電池保護板。
造成鋰電池活性物質(zhì)不可逆消耗的主要因素有:1)正極材料的溶解:正極材料的溶解造成正極活性物質(zhì)減少,溶解的正極材料游離到負極時會造成負極界面膜的不穩(wěn)定,被破壞的界面膜再形成時會消耗鋰離子,造成鋰離子的減少。2)正極材料的相變化:鋰離子在電極間正常脫嵌時,總會伴隨著宿主結構摩爾體積的變化,結構不可逆轉變,影響顆粒與電極間的電化學接觸,造成容量衰減。3)電解液的分解:在鋰離子電池充電過程中,電解液對含碳電極具有不穩(wěn)定性,因此會發(fā)生還原反應。電解液還原消耗了電解質(zhì)及其溶劑,對電池容量及循環(huán)壽命產(chǎn)生不良影響。4)過充電:電池在過充電時,不僅會造成負極形成鋰沉淀、電解液氧化和正極氧的損失,消耗活性物質(zhì)導致容量不可逆損失,還會有安全隱患。5)界面膜的形成:界面膜(SEI膜)的形成會消耗鋰離子,一般發(fā)生在起初的幾次充放電時。6)集流體的腐燭:鋰離子電池中的集流體材料常用鋁和銅,兩者的腐蝕會在表面形成膜,電池內(nèi)阻增大,放電效率下降,繼而造成電池壽命衰減。
儲能BMS廠商一般從動力電池BMS發(fā)展而來,因此,很多設計和名詞有歷史沿革比如動力電池里一般分為BMU(BatteryMonitorUnit)和BCU(BatteryControlUnit)前者采集,后者控制。因為電芯是一個電化學的過程,多個電芯組成一個電池,由于每個電芯特性,無論制造多精密,隨使用時間,環(huán)境,各個電芯都會存在誤差與不一致的地方,故電池管理系統(tǒng),就是通過有限的參數(shù),去評估當前電池的狀態(tài),有點像中醫(yī)看病,通過表征,看你得了啥病,不是西醫(yī),需要一些理化分析,人體的理化分析就像電池的電化學特性,可以通過大型試驗儀器去測量,但是嵌入式系統(tǒng)很難去評估電化學的一些指標,故BMS就是一個老中醫(yī)。船用液冷儲能柜BMS電池管理系統(tǒng)采用兩級架構。
鋰電池過充過放的本質(zhì):充電時,鋰離子從正極板脫嵌,通過電解液嵌入到負極板上;放電時,鋰離子從負極板上脫嵌,并經(jīng)由電解液嵌入到正極板上;鋰離子電池的充放電過程是鋰離子在極板上的嵌入和脫嵌過程。充電時,隨著鋰離子的脫嵌,正極材料體積會發(fā)生一定量的收縮;放電時,隨著鋰離子的嵌入,正極材料體積會發(fā)生一定量的膨脹。過充時,正極晶格會產(chǎn)生崩塌,鋰離子在負極會形成鋰枝晶從而刺破隔膜,造成電池的損壞。過放時,正極材料活性變差,阻止鋰離子的嵌入,電池容量急劇下降。如果發(fā)生正極材料體積過度膨脹,也會破壞電池的物理結構,造成電池的損壞。BMS系統(tǒng)保護板能夠確保電池組內(nèi)各節(jié)電池的壓差不大,提高電池組的充放電性能,使動力輸出更加穩(wěn)定和高效。兩輪車BMS電池管理系統(tǒng)效果
BMS系統(tǒng)保護板在防止過充、過放、短路等問題方面發(fā)揮著重要作用,降低電池損壞起火幾率,保護人財物安全。電摩BMS品牌
主動均衡技術主動均衡又稱非能量耗散式均衡,其原理在充電和放電循環(huán)期間,是將能量高的電芯內(nèi)的能量轉移到能量低的電芯中去,使得電池PACK內(nèi)的電荷得到重新分配,從而縮短充電時間,延長放電使用時間。在適用場景上,主動均衡更加適用于大容量、高串數(shù)的鋰電池組應用。BMS被動均衡技術先于主動均衡在電動市場中應用,技術也較為成熟些。主動均衡則較為復雜,變壓器方案的設計以及開關矩陣的設計無疑會使成本增加明顯。但主動均衡相比采用能量傳遞分配的原則,因而能量利用率相比被動均衡更高。在實際應用中,主動均衡技術也被普遍認為更為高效和合理。例如,科列自主研發(fā)的雙向DC-DC主動均衡芯片,它采用了先進的智能算法,能夠快速有效地補償電池組產(chǎn)生的差異,確保電池一致性,延長電池組的使用壽命和平均無故障時間。 電摩BMS品牌