隨著兩輪電動車市場擴大,一系列管理問題也逐步凸顯:換電需求逐漸上升:新國標的實施與碳中和的方針增長了我國電動車共享換電的需求通信基站、鐵路等貴重電池的防盜需求也亞待解決。企業(yè)運營低效:電池廠商與換電運營商等企業(yè)缺少對電池的監(jiān)控,無法掌握電池應用數(shù)據(jù),難以減少故障電池召回、電池防盜、電池起火等運營問題。充電事故頻發(fā):全國每年因充電引起的火災達300多起,火災造成的死亡率接近50%,引起ZF高度重視。ZF監(jiān)管困難:ZF急需推動新國標等政策下的電池、車輛行業(yè)規(guī)范發(fā)展,以降低監(jiān)管難度并減少充電事故。目前BMS鋰電池保護板架構(gòu)主要分為集中式架構(gòu)和分布式架構(gòu)。便攜式戶外電源BMS云平臺設(shè)計
電瓶車什么電池好?不會起爆?目前市面上常見的電動車電池主要有兩種:鋰電池和鉛酸電池。1.鋰電池:鋰電池具有能量密度高、循環(huán)壽命長、無記憶效應等優(yōu)點,是目前電動車的主流電池類型。但是,鋰電池也存在一定的安全隱患,比如過熱、短路等情況可能導致電池燃燒或起爆。因此,選擇質(zhì)量可靠的鋰電池品牌以及定期進行電池維護是非常重要的。2.鉛酸電池:鉛酸電池的優(yōu)點是價格便宜、技術(shù)成熟、安全性相對較高。但缺點是重量大、體積大、能量密度低、循環(huán)壽命短。雖然鉛酸電池的安全性較高,但在選擇時仍需要關(guān)注其品質(zhì),避免使用劣質(zhì)產(chǎn)品。無論是哪種類型的電池,都需要注意電池的質(zhì)量和維護工作,以降低電池起爆的風險。電單車BMS電池管理系統(tǒng)方案開發(fā)BMS保護板為鋰電池提供了一層額外的安全保障。
鋰電池BMS保護板的過充保護:場效應管Q1、Q2可等效為兩只開關(guān),當Q1或Q2的G極電壓大于1V時,開關(guān)管導通。導通開關(guān)管的D、S間內(nèi)阻很小(數(shù)十毫歐姆),相當于開關(guān)閉合;當G極電壓小于0.7V時,開關(guān)管截止,截止的開關(guān)管的D、S極間的內(nèi)阻很大(幾兆歐姆),相當于開關(guān)斷開。電池包充電時,當鋰動力電池包通過充電器正常充電時,隨著充電時間的增加,電芯兩端的電壓將逐漸升高,當電芯電壓升高到4.4V(通常稱為過充保護電壓)時,控制IC將判斷電芯已處于過充電狀態(tài),控制IC將使Q2截止,此時電芯的B一極與保護電路的P-端之間處于斷開狀態(tài)并保持該狀態(tài),即電芯的充電回路被切斷,停止充電。
EMS(能量管理系統(tǒng),EnergyManagementSystem)是整個系統(tǒng)中重要的部件,EMS承接BMS反饋的相關(guān)電池信息,進行及時的分析和判斷,將分析的控制信息反饋至BMS,對系統(tǒng)的策略進行控制,EMS的控制策略對電池系統(tǒng)的衰減速率和循環(huán)壽命起到重要的作用,系統(tǒng)的循環(huán)壽命越長,所帶來的經(jīng)濟收益自然也就越大,同時會BMS反饋回來的電池異常信息及時判斷和控制,及時切斷和控制異常電池,保護整個儲能系統(tǒng),對整個儲能系統(tǒng)的安全性起到關(guān)鍵作用。PCS(儲能變流器,PowerControlSystem)又稱雙向儲能逆變器,可控制蓄電池的充電和放電過程,進行交直流的變換,在無電網(wǎng)情況下可以直接為交流負荷供電。PCS由DC/AC雙向變流器、控制單元等構(gòu)成。PCS控制器通過通訊接收后臺控制指令,根據(jù)功率指令的符號及大小控制變流器對電池進行充電或放電,實現(xiàn)對電網(wǎng)有功功率及無功功率的調(diào)節(jié)。PCS控制器通過CAN接口與BMS通訊,獲取電池組狀態(tài)信息,可實現(xiàn)對電池的保護性充放電,確保電池運行安全。智慧動鋰自主研發(fā)生產(chǎn)的高壓儲能/工商業(yè)儲能方案,采用二級或三級BMS架構(gòu),可支持單簇或多簇電池并機使用。
充電管理芯片根據(jù)工作模式可分為開關(guān)模式、線性模式和開關(guān)電容模式。線性模式適用于小功率便攜電子產(chǎn)品,對充電電流、效率要求不高,通常不高于1A,但對體積、成本則有較高要求。開關(guān)模式效率高,適用于大電流應用,且應用較靈活,可根據(jù)需要設(shè)計為降壓、升壓或升降壓架構(gòu),常用的快充方案通常都是開關(guān)模式。開關(guān)電容模式可以做到高達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固定的比例關(guān)系,實際應用中通常與開關(guān)型充電管理芯片配合使用。當電池充電時,如果電壓超過設(shè)定的安全范圍,BMS系統(tǒng)保護板會立即斷開充電電路,以此防止電池過充。電動摩托車BMS電池管理系統(tǒng)軟件開發(fā)
BMS鋰電池保護板還會對電池包進行信息的管理,包含數(shù)據(jù)的整車交互以及日志的存儲。便攜式戶外電源BMS云平臺設(shè)計
主動均衡是通過電量轉(zhuǎn)移的方式來實現(xiàn),這種方式效率更高、損失更小。不同廠家可能采用不同的方法,均衡電流也可能有所不同,范圍通常在1~10A之間。被動均衡更適合于小容量、低串數(shù)的鋰電池組應用,而主動均衡則更適用于高串數(shù)、大容量的動力型鋰電池組應用。對于電池管理系統(tǒng)(BMS)而言,除了均衡功能外,均衡策略的制定同樣至關(guān)重要。主動均衡機制采用電量轉(zhuǎn)移的方式,將組內(nèi)電池的總電量轉(zhuǎn)移給容量較小的電池。電感式主動均衡以物理轉(zhuǎn)換為基礎(chǔ),集成了電源開關(guān)和微型電感,實現(xiàn)雙向均衡。它可以通過相鄰電池間的電荷轉(zhuǎn)移來均衡電池,無論是放電、充電還是靜置狀態(tài),都可以進行均衡,且均衡效率高達92%。便攜式戶外電源BMS云平臺設(shè)計