锂电池保护板分为硬件板与软件板所谓硬件板,就是保护板上没有可以进行编程的芯片,只是按照特定的线路进行连接,保护板的参数是固定的。这一类保护板一般成本较低,功能简单,很难实现逻辑上的特殊控制要求。而软件板则是在硬件板的基础上,加了可以编程的芯片,因此这类保护板除了实现基本功能以外,还能实现很多特殊的功能。保护板为了现实保护电池的功能,必须要能够主动切断电池主回路。因此,在电池包内部,电池的主回路是要经过保护板的。为了对充电和放电都能进行控制,保护板必须具有两个开关,分别控制充电和放电回路。在同口保护板中,这两个开关串在一条线上,接到电池包外部,充电和放电都经过此线。而在分口保护板中,电池分出两根线,分别接充电开关和放电开关,再接到电池外部。随着电池技术的不断发展,BMS也需要不断升级,以适应新型电池的特性和需求。储能柜BMS电池管理系统云平台设计
从实现方式来看,主要分为被动均衡与主动均衡。被动均衡,即耗能式均衡,一般利用电阻等耗能元件来消耗电压较高电池的多余电量,以此促使电池组中各单体电池电压趋于均衡。这种方式结构简易、成本较低,然而会产生热量,导致能量浪费,且均衡效率相对不高,比较适用于对成本较为敏感、电池组容量较小以及充电频率不高的应用场景,例如一些小型锂电池设备。主动均衡,也叫非耗能式均衡,它借助电感、电容、变压器等储能元件,把电量从电压高的电池转移到电压低的电池,实现电池间的能量转移与均衡。主动均衡方式能够优异减少能量损耗,均衡速度快、效率高,适用于大容量、高倍率充放电的电池组,像电动汽车、储能系统等对电池性能和安全性要求严苛的领域,不过其电路结构复杂,成本也相对较高。电池组BMS软件开发支持V2G(车网互动)、参与电网调频、通过区块链实现分布式能源交易。
均衡管理具有不可忽视的重要性。它能够延长电池组的使用寿命,通过均衡操作,让电池组中各单体电池的充放电深度基本保持一致,防止个别电池因过度充放电而加速老化,进而有效延长整个电池组的使用时长。同时,可提高电池组性能,均衡后的电池组能够输出更为稳定的电压和电流,减少因电池不一致性导致的能量损失和功率下降,提升电池组的整体性能与效率。另外,还能增强安全性,避免因个别电池过充过放引发鼓包、燃烧甚至危险等严重安全问题,切实提高电池组的安全性与可靠性 。
锂电池保护板的设计需适配不同应用场景的差异化需求:1.电动汽车:高耐压设计(800V平台)、ASIL-D功能安全认证,支持快充(350kW)工况下的瞬时功率管理。典型案例:比亚迪刀片电池采用多层PCB保护板,集成液冷散热接口,温差控制±2℃。2.储能系统:支持簇级均衡与梯次利用,循环寿命>6000次,兼容磷酸铁锂(3.2V)与三元锂(3.7V)电芯。特斯拉Megapack储能柜采用模块化保护板,每模块单一管理,降低单点故障风险。3.消费电子:微型化设计(PCB面积<15mm×20mm),静态功耗<5μA,支持USB-PD/QC快充协议。大疆无人机电池内置多层保护板,集成自加热功能以应对低温飞行。BMS所获得数据的准确性、可靠性,决定了储能系统整体运行的质量和效率。
入局BMS制造的厂商分为几类:一类是动力电池BMS中具主导能力的终端用户-车厂,事实上国外BMS制造实力较强的也就是车厂,如通用、特斯拉等;国内有比亚迪、华霆动力等。第二类是电池厂,包含电芯厂商与做pack的厂商,如三星、宁德时代、欣旺达、德赛电池、拓邦股份、等;第三类专业的BMS制造商,此类厂商有多年的电力电子技术积累,有高校背景或相关企业背景的研发团队,如亿能电子、杭州高特电子、协能科技等企业。目前看来储能电池的终端用户没有加入BMS研发与制造的需求与具体行动,可以认为储能电池BMS行业缺乏一个占据了重要优势的参与者,给电池厂以及专注做储能BMS的厂商留下了巨大的发展空间。储能市场一旦确立,将给予电池厂与专业BMS生产厂商以非常大的发挥空间。在未来专业电动汽车的BMS生产厂商也极有可能成为大规模储能项目使用的BMS供应商的重要组成部分。在手机、笔记本中监测单节电池状态,防止过热/过放,提升充电安全性与续航稳定性。电动两轮车BMS软件开发
BMS实时采集、处理、存储电池模组运行过程中的重要信息,并且与外部设备如整车控制器进行交换信息。储能柜BMS电池管理系统云平台设计
分布式发电储能:在太阳能、风能等分布式发电系统中,BMS 用于管理储能电池,将多余的电能储存起来,在需要时释放,平滑发电功率波动,提高能源供应的稳定性和可靠性。如一些分布式光伏电站搭配的储能系统,通过 BMS 实现了对电池的有效管理,提升了整个发电系统的性能。电网储能:在智能电网中,BMS 参与电网的调峰调频、备用电源等功能。大规模的电池储能系统通过 BMS 精确控制电池的充放电,响应电网的需求,提高电网的灵活性和稳定性。储能柜BMS电池管理系统云平台设计