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(qū)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(nèi)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(nèi)阻也是一個很重要的參數(shù),保護板的主回路內(nèi)阻主要來源于pcb板上鋪設(shè)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。除了這些基本功能以外,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)。BMS鋰電池保護板可以按照電池組串數(shù)和持續(xù)放電電流大小來分。高科技BMS系統(tǒng)
家用儲能系統(tǒng)HES通常由電池組,電池管理系統(tǒng)(BMS),儲能變流器(PCS)和能量管理系統(tǒng)(EMS)構(gòu)成,其中儲能電池和變流器是價值量較高的關(guān)鍵環(huán)節(jié),節(jié)省電費是家庭用戶配置儲能的重要動力。太陽能光伏在白天發(fā)電,但家庭用戶的用電高峰在夜間,發(fā)電和用電時間不匹配,配置儲能可以幫助用戶將白天多發(fā)的電儲存起來,供夜間使用;另一方面,用戶一天中不同時間用電電價不同、存在峰谷價的情況下,儲能系統(tǒng)可以在低谷時段通過電網(wǎng)或自用光伏電池板充電,高峰時段放電供負載使用,從而避免在高峰時段從電網(wǎng)用電,有效節(jié)省電費。電動摩托車BMS設(shè)計智慧動鋰家庭儲能BMS系統(tǒng)支持三元/鐵鋰電芯48V家儲平臺。
目前市場上兩輪電動車電池類型主要有鉛酸電池,鋰電池,鉛酸改鋰電等,然后,現(xiàn)在的電池管理存在電池壽命短,充電設(shè)施不完善,電池回收利用中對廢舊電池處理不當對環(huán)境造成污染等問題。針對現(xiàn)有問題,我們應采取一些新的管理方案。首先是采用智能充電樁,實現(xiàn)電池的智能充電,避免過沖,過放現(xiàn)象,延長電池壽命;其次,可以采用電池租賃的方式,推廣電池租賃模式,降低用戶購車成本的同時減輕充電設(shè)施壓力;再次是建立完善的電池回收體系,提高廢舊電池回收率,減少環(huán)境污染;還可以利用無物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),大力推廣智能電池管理系統(tǒng)BMS,可以提前預警潛在問題,提高電池的使用壽命并可以降低事故發(fā)生幾率。
在電動汽車領(lǐng)域,BMS直接關(guān)系車輛續(xù)航、安全與用戶體驗,技術(shù)要求嚴苛:高精度狀態(tài)管理:采用擴展卡爾曼濾波(EKF)或粒子濾波算法,實現(xiàn)SOC(荷電狀態(tài))估算誤差≤3%,確保剩余里程顯示精確。動態(tài)監(jiān)測SOH(優(yōu)良狀態(tài)),通過內(nèi)阻增長(如每年增加5%~10%)和容量衰減率(如循環(huán)1000次后容量保持率>80%)評估電池壽命。高壓快充兼容性:針對800V高電壓平臺(如保時捷Taycan),BMS需支持電芯電壓監(jiān)測范圍擴展至5V(應對固態(tài)電池趨勢),并優(yōu)化均衡策略以應對快充(350kW)導致的電芯溫差(±2℃以內(nèi))。功能安全認證:符合ISO 26262 ASIL-D等級,具備冗余設(shè)計(如雙MCU架構(gòu)),可實時診斷過壓(>4.3V)、過溫(>60℃)及絕緣失效(絕緣電阻<500Ω/V)等故障。典型案例:特斯拉Model 3采用分布式BMS架構(gòu),每個電池模組集成監(jiān)控單元,通過CAN FD總線實現(xiàn)毫秒級故障響應。BMS保護板的被動均衡是將單體電池中容量較多的個體消耗掉,實現(xiàn)整體的均衡。
鋰電池保護板的設(shè)計需適配不同應用場景的差異化需求:1.電動汽車:高耐壓設(shè)計(800V平臺)、ASIL-D功能安全認證,支持快充(350kW)工況下的瞬時功率管理。典型案例:比亞迪刀片電池采用多層PCB保護板,集成液冷散熱接口,溫差控制±2℃。2.儲能系統(tǒng):支持簇級均衡與梯次利用,循環(huán)壽命>6000次,兼容磷酸鐵鋰(3.2V)與三元鋰(3.7V)電芯。特斯拉Megapack儲能柜采用模塊化保護板,每模塊單一管理,降低單點故障風險。3.消費電子:微型化設(shè)計(PCB面積<15mm×20mm),靜態(tài)功耗<5μA,支持USB-PD/QC快充協(xié)議。大疆無人機電池內(nèi)置多層保護板,集成自加熱功能以應對低溫飛行。沒有BMS的電池組可能會面臨電池性能下降、壽命縮短、安全隱患增加等問題。如何BMS電池管理系統(tǒng)云平臺開發(fā)
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。高科技BMS系統(tǒng)
充電管理:根據(jù)電池的狀態(tài)(如 SOC、溫度等),精確控制充電器對電池組的充電過程。包括控制充電電流、電壓,實現(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,同時避免過充對電池造成損害。放電管理:監(jiān)測電池組的放電狀態(tài),防止電池過度放電。當電池的 SOC 降低到一定程度時,BMS 會發(fā)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(jù)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(wěn)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(chǎn)工藝、使用環(huán)境等方面存在差異,長時間使用后會出現(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。高科技BMS系統(tǒng)