鋰電池相比傳統(tǒng)的鉛酸電池,具有更長的使用壽命、更輕的質量、更節(jié)能以及更大的能量密度等優(yōu)勢。在新國標的推動下,預計鋰電池在兩輪電動車中的使用比例將會增加。然而,由于鋰電池具有高能量密度和內部化學物質活性強的特點,在過充、過放等非正常使用情況下,電池可能會損壞,甚至在極端情況下引發(fā)起火或起爆。因此,鋰電池需要配備一套監(jiān)控系統(tǒng),實時監(jiān)測電壓、電流等參數,并在超出預設閾值時立即切斷電池主回路。BMS電池智能管理解決方案,通過整合智能終端、電池保護板和電池管理平臺,構建了新一代智能電池管理系統(tǒng)。隨著科技的不斷進步,BMS正朝著更加智能化、小型化的方向發(fā)展。未來的BMS將擁有更強大的數據處理能力和更高的集成度,能夠與車輛控制器、充電樁等外部設備進行更緊密的協(xié)同工作,為推動鋰電池在各領域的廣泛應用提供堅實的安全保護。根據應用場景(電壓/電流需求)、精度要求、成本預算、通信協(xié)議兼容性綜合評估。便攜式電源BMS云平臺開發(fā)
不同應用場景對BMS的需求差異較大。在消費電子領域(如智能手機),BMS高度集成化,芯片面積只幾平方毫米,側重基礎保護與充放電操作;而在新能源汽車中,BMS需管理數百節(jié)電芯,支持ISO26262功能安全標準(ASIL-C/D等級),并與整車作用器(VCU)、電機作用器(MCU)實時通信,實現能量回收(制動時回收功率可達100kW)與動態(tài)功率限制(如低溫下限制放電電流防止析鋰)。儲能電站的BMS則面臨更大規(guī)模挑戰(zhàn):一個20英尺集裝箱式儲能系統(tǒng)可能包含上千節(jié)電芯,BMS需采用分層架構——從控單元(Slave)管理單簇電池,主控單元(Master)協(xié)調整個系統(tǒng),同時支持Modbus/TCP或CAN總線與電網調度系統(tǒng)交互。技術難點集中在電芯一致性維護(容量差異需操作在1%以內)與循環(huán)壽命優(yōu)化(目標25年運營周期)。此外,熱失控防護是BMS設計的非常終挑戰(zhàn):當某節(jié)電芯發(fā)生內短路時,BMS需在毫秒級時間內切斷故障區(qū)域,并觸發(fā)滅火裝置,同時通過多層隔熱材料(如氣凝膠)阻斷熱擴散鏈式反應。 共享換電柜BMS電池管理系統(tǒng)軟件設計監(jiān)控電池狀態(tài)(電壓/溫度/SOC/SOH),均衡電芯,防止過充/過放/過熱,延長電池壽命。
電池管理系統(tǒng)(BatteryManagementSystem,BMS)作為鋰電池組的中心操作單元,通過多維度監(jiān)控與智能管理,維護電池安全、優(yōu)化性能并延長壽命。其中心功能涵蓋實時數據采集、動態(tài)安全保護、狀態(tài)精細估算和及時通信交互。在電壓監(jiān)測方面,BMS借助高精度傳感器(如誤差低至±1mV的AFE芯片)實時追蹤單體電池電壓,確保三元鋰電池工作于,防止過充導致的電解液分解或過放引發(fā)的電極結構崩塌。電流與溫度監(jiān)控則通過霍爾傳感器和NTC熱敏電阻實現,結合風冷、液冷或相變材料等熱管理技術,將電池組溫度穩(wěn)定在15℃~35℃的理想區(qū)間,避免熱失控。針對多串電池組中難以避免的電壓差異,BMS采用被動均衡(電阻耗能)或主動均衡(能量轉移)技術,前者成本低但效率有限,后者通過電容、電感或DC-DC轉換器實現能量再分配,效率可達90%以上,明顯緩和“木桶效應”對整體容量的制約。
鋰電池(可充型)之所以需要保護,是由它本身特性決定的。由于鋰電池本身的材料決定了它不能被過充、過放、過流、短路及超高溫充放電,因此鋰電池鋰電組件總會跟著一塊精致的保護板和一片電流保護器出現。鋰電池的保護功能通常由保護電路板和PTC等電流器件協(xié)同完成,保護板是由電子電路組成,在-40℃至+85℃的環(huán)境下時刻準確的監(jiān)視電芯的電壓和充放回路的電流,及時操控電流回路的通斷;PTC在高溫環(huán)境下防止電池發(fā)生惡劣的損壞。保護板通常包括IC、MOS開關及輔助器件NTC、ID、存儲器等。其中操控IC,在一切正常的情況下MOS開關導通,使電芯與外電路溝通,而當電芯電壓或回路電流超過規(guī)定值時,它立刻操控MOS開關關斷,保護電芯的安全。NTC是Negativetemperaturecoefficient的縮寫,意即負溫度系數,在環(huán)境溫度升高時,其阻值降低,使用電設備或充電設備及時反應、內部中斷而停止充放電。ID是Identification的縮寫,即身份識別的意思它分為兩種:一是存儲器,常為單線接口存儲器,存儲電池種類、生產日期等信息;二是識別電阻。兩者可起到產品的可追溯和應用的限制的作用。 在手機、筆記本中監(jiān)測單節(jié)電池狀態(tài),防止過熱/過放,提升充電安全性與續(xù)航穩(wěn)定性。
隨著城市生活節(jié)奏的加快,電動自行車以其便捷成為了許多人出行的選擇。然而,隨之而來的安全問題也不容忽視。特別是電動自行車入戶充電引發(fā)的火災危險,屢見不鮮,給人們的生命財產安全帶來了極大威脅。深圳智慧動鋰電子股份有限公司是一家致力于鋰電池安全管理的專精特新企業(yè),我們一起探索一下其自主研發(fā)的”智鋰狗系統(tǒng)”,如何利用RFID(無線射頻識別)技術成為我們防止電動自行車入戶充電引起火災的有力武器。RFID是一種無需直接接觸即可通過無線射頻信號進行識別對象的技術。它主要由標簽、讀取器和數據處理系統(tǒng)三部分組成。還可以與視頻監(jiān)控、智能基站等技術手段相結合,在阻止電動自行車入戶充電火災方面,發(fā)揮著巨大作用。 支持V2G(車網互動)、參與電網調頻、通過區(qū)塊鏈實現分布式能源交易。電單車BMS電池管理系統(tǒng)云平臺開發(fā)
檢查通信信號、測量單體電壓一致性、驗證保護功能(如過壓觸發(fā)斷電)。便攜式電源BMS云平臺開發(fā)
在均衡策略方面,有基于電壓的均衡策略,該策略以電池單體的電壓作為均衡判斷依據,當電池組中單體電池電壓差異超過設定閾值時,啟動均衡電路進行均衡,實現相對簡便,但未直接考量電池的SOC情況,可能出現電壓均衡而SOC不均衡的現象。基于SOC的均衡策略,則通過精確估算電池單體的SOC,依據SOC差異實施均衡。此策略能更精確反映電池實際荷電狀態(tài),實現真正的電量均衡,然而SOC估算的準確性會對均衡效果產生影響,需要更為復雜的算法與硬件支持。還有混合均衡策略,它綜合結合電壓和SOC兩種參數進行均衡判斷,多方位考慮了電池的電壓和實際荷電狀態(tài),能更完善地實現電池組的均衡管理,提升均衡的準確性與速度,只是算法較為復雜,對BMS的計算能力和硬件性能要求頗高。 便攜式電源BMS云平臺開發(fā)