測量電池容量的理想方法是庫侖計數法,即通過測量一段時間內流入和流出的電流,進而得到流入或者流出電量。SOC=總容量-(放電電流-充電電流)*時間根據電池測量系統的不同,有多種測量放電或充電電流的方法。電流分流器:分流器是一個低歐姆電阻器,用于測量電流。整個電流流經分流器并產生電壓降,然后進行測量。這種方法會在電阻器上產生輕微的功率損耗。霍爾效應傳感器:這種傳感器通過磁場變化測量電流。它解決了電流分流器典型的功率損耗問題,但成本較高,且無法承受大電流。巨磁電阻(GMR)傳感器:這種傳感器用作磁場檢測器,比霍爾效應傳感器更靈敏(也更昂貴)。它們的精確度很高。庫侖測量涉及的計算相當復雜,主要由微控制器完成。庫侖計數法是一種安培小時積分法,可量化一段時間內的電量,提供動態、連續的狀態更新。開路電壓(OCV)通過計算電壓與電量之間的直接關系,評估剩余電量。不過,庫侖計數法會因傳感器漂移或電池性能變化而隨時間累積誤差,而開路電壓則也可能受到溫度波動和電池老化的影響。 BMS所獲得數據的準確性、可靠性,決定了儲能系統整體運行的質量和效率。三輪車BMS方案開發
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,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,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。 鉛酸改鋰電池BMS方案定制充電異常(過充保護觸發),設備突然斷電(過放 / 過流),電池組壽命縮短(均衡失效)。
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等電流器件協同完成,保護板是由電子電路組成,在-40℃至+85℃的環境下時刻準確的監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在高溫環境下防止電池發生惡劣的損壞。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。
目前BMS架構主要分為集中式架構和分布式架構。集中式BMS將所有電芯統一用一個BMS硬件采集,適用于電芯少的場景。集中式BMS具有成本低、結構緊湊、可靠性高的作用,一般常見于容量低、總壓低、電池系統體積小的場景中,如電動工具、機器人(搬運機器人、助力機器人)、IOT智能家居(掃地機器人、電動吸塵器)、電動叉車、電動低速車(電動自行車、電動摩托、電動觀光車、電動巡邏車、電動高爾夫球車等)、輕混合動力汽車。目前行業內分布式BMS的各種術語五花八門,不同的公司,不同的叫法。動力電池BMS大多是主從兩層架構。儲能BMS則因為電池組規模較大,多數都是三層架構,除了從控、主控之外,還有一層總控。從智能手機到太空探索,BMS正在重新定義能源使用方式。隨著固態電池、鈉離子電池等新技術的落地,下一代BMS將成為實現“零碳社會”的中心支點,推動人類向更高速、更可持續的能源未來邁進。 通過實時監測和保護電池,避免電池過充、過放等問題,BMS系統保護板能夠延長電池的使用壽命。
隨著城市生活節奏的加快,電動自行車以其便捷高效率成為了許多人出行的選擇。可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的火災,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,我們一起探索一下其自主研發的”智鋰狗系統”,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和跟蹤對象的技術。它主要由標簽、讀取器和數據處理系統三部分組成。還可以與視頻監控、智能基站等技術手段相結合,在防止電動自行車入戶充電火災方面,發揮著巨大作用。 BMS通過監控電池狀態(電壓/溫度/SOC/SOH),均衡電芯,防止過充/過放/過熱,延長電池壽命。鉛酸改鋰電池BMS電池管理系統保護板
BMS系統保護板能夠確保電池組內各節電池的壓差不大,從而提高整個電池組的充放電性能。三輪車BMS方案開發
BMS的應用場景廣闊且高度定制化。在電動汽車領域,其管理對象涵蓋400V~800V電池系統,支持超級快充(如保時捷Taycan的270kW充電)并滿足ISO26262ASIL-C/D功能安全等級,確保急加速或碰撞時迅速切斷回路。特斯拉ModelS的BMS可精細管理7000余節21700電芯,溫差維持精度達±2℃,成為行業里程碑。儲能系統中,BMS需應對梯次利用電池的復雜老化差異,通過寬電壓范圍(48V~1500V)適配與電網協同調度,實現峰谷電價套利與可再生能源波動平滑。消費電子領域則追求極點微型化,如TI的BQ25606單芯片方案以3mm×3mm面積集成無線充電管理功能,待機功耗低于1μA,為TWS耳機等設備提供持久續航。特種場景如航空航天與深海設備,BMS需通過MIL-STD-810G抗振認證或耐壓封裝設計,確保在-55℃~125℃極端環境下穩定運行。 三輪車BMS方案開發