電池管理系統(tǒng)(Battery Management System, BMS)是鋰電池組的**控制單元,被譽為電池的“智能大腦”。它通過實時監(jiān)測、保護、均衡與通信功能,確保電池系統(tǒng)的安全、高效和長壽命運行,廣泛應用于新能源汽車、儲能系統(tǒng)、消費電子等領(lǐng)域。BMS通過優(yōu)化電池性能、預防安全事故,直接降低用戶運維成本,并推動新能源產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。隨著智能網(wǎng)聯(lián)與AI技術(shù)的融合,BMS正朝著高集成度、云端協(xié)同與預測性維護方向演進,成為能源數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵一環(huán)。BMS的均衡管理是什么?新能源BMS測試
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,會破壞電池的物理結(jié)構(gòu),從而導致電池的損壞。低速電動車BMS電池管理系統(tǒng)平臺儲能BMS正在從單純的電池管理系統(tǒng)向更加綜合、智能的數(shù)據(jù)服務和能源管理平臺轉(zhuǎn)變。
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。
被動均衡主要依賴于電阻放電方式,將電壓較高的電池中的電量以熱能的形式釋放,從而為其他電池創(chuàng)造更多的充電時間。整個系統(tǒng)的電量受限于容量較小的電池。在充電過程中,鋰電池通常設有一個上限保護電壓值,一旦某一串電池達到此值,鋰電池保護板便會切斷充電回路,停止充電。被動均衡的優(yōu)點是成本低廉且電路設計相對簡單,但其缺點在于只基于較低電池殘余量進行均衡,無法提升殘量較少的電池容量,且均衡過程中釋放的熱量完全被浪費了。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。
鋰電池保護板分為硬件板與軟件板所謂硬件板,就是保護板上沒有可以進行編程的芯片,只是按照特定的線路進行連接,保護板的參數(shù)是固定的。這一類保護板一般成本較低,功能簡單,很難實現(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,因此這類保護板除了實現(xiàn)基本功能以外,還能實現(xiàn)很多特殊的功能。保護板為了現(xiàn)實保護電池的功能,必須要能夠主動切斷電池主回路。因此,在電池包內(nèi)部,電池的主回路是要經(jīng)過保護板的。為了對充電和放電都能進行控制,保護板必須具有兩個開關(guān),分別控制充電和放電回路。在同口保護板中,這兩個開關(guān)串在一條線上,接到電池包外部,充電和放電都經(jīng)過此線。而在分口保護板中,電池分出兩根線,分別接充電開關(guān)和放電開關(guān),再接到電池外部。如何檢測BMS是否正常?電動自行車BMS保護芯片
BMS的集成化趨勢也越來越明顯。新能源BMS測試
BMS是BatteryManagementSystem首字母縮寫,電池管理系統(tǒng)。是配合監(jiān)控儲能電池狀態(tài)的裝置,主要就是為了智能化管理及維護各個電池單元,防止電池出現(xiàn)過充電和過放電,延長電池的使用壽命,監(jiān)控電池的狀態(tài)。一般BMS表現(xiàn)為一塊電路板,即BMS保護板,或者一個硬件盒子。BMS保護板或者BMS保護盒子通過采樣線、鎳片等與電芯組成的pack連接,通過對系統(tǒng)狀態(tài)的實時監(jiān)控,達到管理電池組的目的。BMS由電池組、線束、結(jié)構(gòu)件、BMS保護板等組件組成,其中電池組是由一系列單體電芯組合而來,通常單體電芯電壓、容量都較低,如果想得到更高電壓平臺和更大容量的電池包,就需要多個電芯組合。新能源BMS測試