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。 BMS將會與電機控制系統、智能控制系統等組成更加完整的電動車輛控制系統,實現更加高效和精確的能量管理。共享換電柜BMS電池管理系統保護方案
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操控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、操控內部中斷而停止充放電。 共享換電柜BMS電池管理系統保護方案BMS的安全保護功能包括過充保護、過放保護、短路保護、溫度保護等,確保電池組的安全運行。
充電管理芯片根據工作模式可分為開關模式、線性模式和開關電容模式。線性模式適用于小功率便攜電子產品,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。開關模式效率高,適用于大電流應用,且應用較靈活,可根據需要設計為降壓、升壓或升降壓架構,常用的快充方案通常都是開關模式。開關電容模式可以做到高達97%以上的效率,但由于架構的原因,其輸出電壓與輸入電壓通常成一個固定的比例關系,實際應用中通常與開關型充電管理芯片配合使用。深圳智慧動鋰電子股份有限公司是一家鋰電池安全管理技術綜合服務商。公司主要研發鋰電池全生命周期監控管理云平臺系統服務,智鋰狗安全監控系列產品等。
BMS保護板的被動均衡技術。顧名思義,被動均衡就是將單體電池中容量稍多的個體消耗掉,從而實現整體的均衡。被動均衡又稱為能量耗散式均衡,工作原理是在每節電芯上并聯一個電阻,當某個電芯提前充滿,而又需要繼續給其他電芯充電時,通過電阻對電壓高的電芯以熱量形式釋放電量,為其他電芯爭取更多充電時間。由于被動均衡結構更為簡單,所以使用比較廣。但是被動均衡也有明顯的缺點,由于結構簡單制作成本低,采用電阻耗能產生熱量,從而會使整個系統的效率降低。并且均衡時間短,效果不佳,一般均衡時間都在充電周期末期。此外,只能對高電壓電池進行放電,無法對劣質電池進行改進。在適用場景上,被動均衡更適合于小容量、低串數的鋰電池組應用,可以釋放每顆電芯的儲能能力,實現電量的高效利用。 可通過專門診斷工具讀取 BMS 故障碼,定位具體問題(如傳感器失效、均衡電路故障)。
當前主流架構已轉向模塊化分布式設計(如主從式架構),通過分層管理實現更高精度數據采集(電壓測量精度達±2mV)和迅速響應。特斯拉Model3采用“域控制器+子模塊”架構,單體電池監控周期縮短至10ms級。智能算法的應用也使得BMS的性能得到了進一步提升,基于神經網絡的動態修正模型(如LSTM網絡)將SOC估算誤差降至3%以內;數字孿生技術構建虛擬電池模型,實現壽命預測與故障自診斷;華為2023年推出的云端BMS方案,通過大數據訓練使SOH(良好狀態)預測準確度提升至95%。市場格局:BMS產業在新能源汽車、儲能及消費電子等領域的需求驅動下,已形成較為完整的產業鏈。2023年BMS市場規模約,同比增長,2024年預計達312億元;2025年全球BMS市場規模將突破250億美元,我國占比45%,成為全球大型單一市場。新能源汽車是主要驅動力,2024年合肥新能源汽車產量預計突破130萬輛(同比增長81%),直接拉動BMS需求。儲能領域增速更快,2025年我國儲能BMS市場規模預計達178億元,年復合增長率47%。長三角(合肥、上海)和珠三角(深圳、東莞)形成BMS產業集群,占據70%以上產能。上游芯片、傳感器等元器件國產化率突破50%,但MCU、AFE芯片仍依賴進口。 BMS系統保護板的優勢:提高電池壽命:通過實時監測和保護電池,避免電池過充、過放等問題。移動儲能BMS管理
智慧動鋰自主研發生產的儲能/工商業儲能方案,采用二級或三級BMS架構,可支持單簇或多簇電池并機使用。共享換電柜BMS電池管理系統保護方案
BMS保護板分為分口與同口保護板。保護板為了現實保護電池的功能,必須要能夠主動切斷電池主回路。因此,在電池包內部,電池的主回路是要經過保護板的。為了對充電和放電都能進行操作,保護板必須具有兩個開關,分別作用于充電和放電回路(姑且這么理解)。在同口保護板中,這兩個開關串在一條線上,接到電池包外部,充電和放電都經過此線。而在分口保護板中,電池分出兩根線,分別接充電開關和放電開關,再接到電池外部。之所以會出現同口和分口保護板,是為了降低成本:一般電動車鋰電池包的充電電流要比放電電流小,如果兩個開關串到一條線上,那么兩個開關就得照著大的買。而分口的話,充電電流小,就可以用一個更小的開關。這里說的開關,其實就是MOSFET,是鋰電保護板的主要成本,而且國內相關產品技術受限,重點部件需要進口。隨著科技的不斷進步,BMS正朝著更加智能化、節能化和小型化的方向發展。 共享換電柜BMS電池管理系統保護方案