目前鋰電池保護(hù)板架構(gòu)主要分為集中式架構(gòu)和分布式架構(gòu)。集中式鋰電池保護(hù)板將所有電芯統(tǒng)一用一個(gè)鋰電池保護(hù)板硬件采集,適用于電芯少的場(chǎng)景。集中式BMS具有成本低、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高的優(yōu)點(diǎn),一般常見(jiàn)于容量低、總壓低、電池系統(tǒng)體積小的場(chǎng)景中,如電動(dòng)工具、機(jī)器人(搬運(yùn)機(jī)器人、助力機(jī)器人)、IOT智能家居(掃地機(jī)器人、電動(dòng)吸塵器)、電動(dòng)叉車(chē)、電動(dòng)低速車(chē)(電動(dòng)自行車(chē)、電動(dòng)摩托、電動(dòng)觀光車(chē)、電動(dòng)巡邏車(chē)、電動(dòng)高爾夫球車(chē)等)、輕混合動(dòng)力汽車(chē)。目前行業(yè)內(nèi)分布式鋰電池保護(hù)板的各種術(shù)語(yǔ)五花八門(mén),不同的公司,不同的叫法。動(dòng)力電池B保護(hù)板多是主從兩層架構(gòu)。儲(chǔ)能電池保護(hù)板則因?yàn)殡姵亟M規(guī)模較大,多數(shù)都是三層架構(gòu),在從控、主控之上,還有一層總控。鋰電池保護(hù)板對(duì)電池包的能量進(jìn)行管理,一般分為被動(dòng)管理和主動(dòng)管理兩種類(lèi)型。無(wú)人機(jī)鋰電池保護(hù)板電池管理系統(tǒng)研發(fā)
充電管理芯片根據(jù)工作模式可分為開(kāi)關(guān)模式、線性模式和開(kāi)關(guān)電容模式。開(kāi)關(guān)模式效率高,適用于大電流應(yīng)用,且應(yīng)用較靈活,可根據(jù)需要設(shè)計(jì)為降壓、升壓或升降壓架構(gòu),常用的快充方案通常都是開(kāi)關(guān)模式。線性模式適用于小功率便攜電子產(chǎn)品,對(duì)充電電流、效率要求不高,通常不高于1A, 但對(duì)體積、成本則有較高要求。開(kāi)關(guān)電容模式可以做到高達(dá)97%以上的效率,但由于架構(gòu)的原因,其輸出電壓與輸入電壓通常成一個(gè)固定的比例關(guān)系,實(shí)際應(yīng)用中通常與開(kāi)關(guān)型充電管理芯片配合使用。特種車(chē)輛鋰電池保護(hù)板方案定制鋰電池保護(hù)板的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化也將是一個(gè)重要的發(fā)展方向。
鋰電池保護(hù)板也可以按照串?dāng)?shù)和持續(xù)放電電流大小來(lái)分。串?dāng)?shù)比較好理解,常見(jiàn)的7串(三元24v),13串(三元48v),17串(三元60v),20串(三元72v)。保護(hù)板需要采集每一串電芯的電壓,因此串?dāng)?shù)不同,保護(hù)板是不同的。而電流大小,就是決定了MOS開(kāi)關(guān)的大小(MOS數(shù)量),MOS數(shù)量越多,BMS保護(hù)板的價(jià)格就越高,對(duì)價(jià)格的影響很關(guān)鍵。鐵鋰常見(jiàn)的就是15/16串48v,20串60v,24串72v。鋰電池體積小、可拆卸提出,方便用戶(hù)充電,降低電池被盜風(fēng)險(xiǎn)。
兩輪電動(dòng)車(chē)BMS行業(yè)內(nèi)成為兩輪電動(dòng)車(chē)電池保護(hù)板分為硬件板與軟件板。所謂硬件板,就是保護(hù)板上沒(méi)有可以進(jìn)行編程的芯片,只是按照特定的線路進(jìn)行連接,保護(hù)板的參數(shù)是固定的。這一類(lèi)保護(hù)板一般成本較低,功能簡(jiǎn)單,很難實(shí)現(xiàn)邏輯上的特殊控制要求。而軟件板則是在硬件板的基礎(chǔ)上,加了可以編程的芯片,因此這類(lèi)保護(hù)板除了實(shí)現(xiàn)基本功能以外,還能實(shí)現(xiàn)很多特殊的功能。只要通過(guò)修改程序和添加外設(shè),基本可以實(shí)現(xiàn)任何功能。比如遠(yuǎn)程引爆車(chē)輛中的鋰電池。均衡電流和均衡起控點(diǎn)也是鋰電池保護(hù)板的重要參數(shù)。
電池包保護(hù)板設(shè)計(jì)中需要考慮的因素較多,如電壓平臺(tái)問(wèn)題,鋰動(dòng)力電池包在使用中往往被要求很大的平臺(tái)電壓,所以設(shè)計(jì)鋰動(dòng)力電池包保護(hù)板時(shí)盡量使保護(hù)板不影響電芯的放電電壓,這樣對(duì)控制IC、采樣電阻等元件的要求就會(huì)很高,電流采樣電阻應(yīng)滿(mǎn)足高精密度,低溫度系數(shù),無(wú)感等要求。鋰電池保護(hù)板的電路,B+、B-分別是接電芯的正、負(fù)極;P+、P-分別是保護(hù)板輸出的正、負(fù)極;T為溫度電阻(NTC)端口。鋰電池保護(hù)板的主要功能有過(guò)充保護(hù)、過(guò)放保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、短路保護(hù)、溫度保護(hù)。鋰電池保護(hù)板可以實(shí)現(xiàn)電池的平衡管理,控制每節(jié)電池在充放電過(guò)程中的壓差,提高電池組的使用壽命和性能。儲(chǔ)能鋰電池保護(hù)板管理系統(tǒng)工作原理
鋰電池保護(hù)板能實(shí)現(xiàn)電池的平衡管理,確保多節(jié)電池電動(dòng)車(chē)的每節(jié)電池在充放電過(guò)程中的壓差不大。無(wú)人機(jī)鋰電池保護(hù)板電池管理系統(tǒng)研發(fā)
在未來(lái)專(zhuān)業(yè)電動(dòng)汽車(chē)的鋰電池保護(hù)板生產(chǎn)廠商也極有可能成為大規(guī)模儲(chǔ)能項(xiàng)目使用的鋰電池保護(hù)板供應(yīng)商的重要組成部分?,F(xiàn)階段,各個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)供應(yīng)商提供的鋰電池保護(hù)板缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。不同廠家對(duì)鋰電池保護(hù)板的設(shè)計(jì)、定義都不同,而且根據(jù)各家適配電池的不同,采用的SOX算法、均衡技術(shù)、上傳的通信數(shù)據(jù)內(nèi)容可能也各不相同。在鋰電池保護(hù)板的實(shí)際應(yīng)用中,這樣的差異會(huì)增加應(yīng)用成本,不利于產(chǎn)業(yè)發(fā)展。因此,以后鋰電池保護(hù)板的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化也將是一個(gè)重要的發(fā)展方向。無(wú)人機(jī)鋰電池保護(hù)板電池管理系統(tǒng)研發(fā)