BMS是锂离子电池组的"大脑",对电芯(组)进行统一的监控、指挥及协调。从构成上看,电池管理系统包括电池管理芯片(BMIC)、模拟前端(AFE)、嵌入式微处理器,以及嵌入式软件等部分。BMS根据实时采集的电芯状态数据,通过特定算法来实现电池组的电压保护、温度保护、短路保护、过流保护、绝缘保护等功能,并实现电芯间的电压平衡管理和对外数据通讯。电池管理芯片(BMIC)是电源管理芯片的重要细分领域,包括充电管理芯片、电池计量芯片和电池安全芯片。充电管理芯片可将外部电源转换为适合电芯的充电电压和电流,并在充电过程中实时监测电芯的充电状态,调整控制充电电压、电流,确保对电芯进行安全、高效的充电。根据锂电池的特性,充电管理芯片自动进行预充、恒流充电、恒压充电,有效控制充电各个阶段的充电状态。 BMS系统保护板能够实时监测电池的电压、电流、温度等关键参数,确保电池在安全的工作范围内运行。移动储能BMS电池管理系统云平台开发
在储能系统中,BMS(电池管理系统,BatteryManagementSystem)对电池的基本参数进行测量,包括电压、电流、温度等,同时根据系统中的控制策略,控制电池的电压及电流,同时根据电池的温度做出不同的策略调整,防止电池出现过充电和过放电,延长电池的使用寿命。除了监控电池的基本信息以外,BMS还需要根据采集到电池的相关信息,根据系统的算法,计算分析电池的SOC(电池剩余容量)和SOH(电池健康状态),评估当前系统的剩余电量、使用寿命以及剩余使用寿命预测,对存在异常的电池及时管理(切断、限流等)并上报至系统,保证电池的安全性及可靠性;在工商业储能领域,BMS不仅可以确保设备的稳定运行,还可以在电力需求高峰时提供额外的电力,帮助企业节省成本。 电动摩托车BMS设计软件保护板BMS则采用嵌入式软件实现电池管理系统的一种方式。
测量电池容量的理想方法是库仑计数法,即通过测量一段时间内流入和流出的电流,进而得到流入或者流出电量。SOC=总容量-(放电电流-充电电流)*时间根据电池测量系统的不同,有多种测量放电或充电电流的方法。电流分流器:分流器是一个低欧姆电阻器,用于测量电流。整个电流流经分流器并产生电压降,然后进行测量。这种方法会在电阻器上产生轻微的功率损耗。霍尔效应传感器:这种传感器通过磁场变化测量电流。它消除了电流分流器典型的功率损耗问题,但成本较高,且无法承受大电流。巨磁电阻(GMR)传感器:这种传感器用作磁场检测器,比霍尔效应传感器更灵敏(也更昂贵)。它们的精确度很高。库仑测量涉及的计算相当复杂,主要由微控制器完成。库仑计数法是一种安培小时积分法,可有效量化一段时间内的电量,提供动态、连续的状态更新。开路电压(OCV)通过计算电压与电量之间的直接关系,快速评估剩余电量。不过,库仑计数法会因传感器漂移或电池性能变化而随时间累积误差,而开路电压则也可能受到温度波动和电池老化的影响。
嵌入式处理器是嵌入式系统的关键,是控制、辅助系统运行的硬件单元。嵌入式处理器可以分为嵌入式微处理器(MPU)、嵌入式微控制器(MCU)、嵌入式DSP 处理器(EDSP)及嵌入式片上系统(SoC)。电池管理芯片通常以SoC的形式,直接在片内处理器中嵌入软件代码,通过软硬件无缝结合,灵活实现对电池状态的监测、计量、控制、通讯等功能,把过去许多需要系统设计解决的问题集中在芯片设计中解决,从而简化系统设计,提高集成度,降低系统功耗,提高可靠性。电池管理系统BMS是电动车的关键要素。
主动均衡技术主动均衡又称非能量耗散式均衡,其原理在充电和放电循环期间,是将能量高的电芯内的能量转移到能量低的电芯中去,使得电池PACK内的电荷得到重新分配,从而缩短充电时间,延长放电使用时间。在适用场景上,主动均衡更加适用于大容量、高串数的锂电池组应用。BMS被动均衡技术先于主动均衡在电动市场中应用,技术也较为成熟些。主动均衡则较为复杂,变压器方案的设计以及开关矩阵的设计无疑会使成本增加明显。但主动均衡相比采用能量传递分配的原则,因而能量利用率相比被动均衡更高。在实际应用中,主动均衡技术也被普遍认为更为高效和合理。例如,科列自主研发的双向DC-DC主动均衡芯片,它采用了先进的智能算法,能够快速有效地补偿电池组产生的差异,确保电池一致性,延长电池组的使用寿命和平均无故障时间。 两轮电动车BMS 行业内成为两轮电动车电池保护板分为硬件板与软件板。太阳能板BMS电池管理系统保护方案
通过实时监测和保护电池,避免电池过充、过放等问题,BMS系统保护板能够延长电池的使用寿命。移动储能BMS电池管理系统云平台开发
BMS保护板的被动均衡技术顾名思义,被动均衡就是将单体电池中容量稍多的个体消耗掉,实现整体的均衡。被动均衡又称为能量耗散式均衡,工作原理是在每节电芯上并联一个电阻,当某个电芯提前充满,而又需要继续给其他电芯充电时,通过电阻对电压高的电芯以热量形式释放电量,为其他电芯争取更多充电时间。由于被动均衡结构更为简单,所以使用比较广。但是被动均衡也有明显的缺点,由于结构简单制作成本低,采用电阻耗能产生热量,从而会使整个系统的效率降低。并且均衡时间短,效果不佳,一般均衡时间都在充电周期末期。此外,只能对高电压电池进行放电,无法对劣质电池进行改进。在适用场景上,被动均衡更适合于小容量、低串数的锂电池组应用,可以释放每颗电芯的储能能力,实现电量的有效利用。 移动储能BMS电池管理系统云平台开发
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