目前BMS架构主要分为集中式架构和分布式架构。集中式BMS将所有电芯统一用一个BMS硬件采集,适用于电芯少的场景。集中式BMS具有成本低、结构紧凑、可靠性高的优势,一般常见于容量低、总压低、电池系统体积小的场景中,如电动工具、机器人(搬运机器人、助力机器人)、IOT智能家居(扫地机器人、电动吸尘器)、电动叉车、电动低速车(电动自行车、电动摩托、电动观光车、电动巡逻车、电动高尔夫球车等)、轻混合动力汽车。目前行业内分布式BMS的各种术语五花八门,不同的公司,不同的叫法。动力电池BMS大多是主从两层架构。储能BMS则因为电池组规模较大,多数都是三层架构,在从控、主控之上,还有一层总控。未来的BMS将拥有更强大的数据处理能力和更高的集成度,能够与车辆控制器、充电桩等外部设备进行更紧密的协同工作,为推动锂电池在各领域的广泛应用提供坚实的安全保护。 BMS在电动汽车中的应用?电池组BMS效果
随着新能源电动汽车的广泛应用,电池的容量、安全性、应用状态与续航能力日益成为关注重点。BMS电池管理系统是对电池进行监控与管理的系统,将采集的电池信息实时反馈给用户,同时根据采集的信息调节参数,充分发挥电池的性能。但是,该技术在管理多个电池时,需要人员现场调试与设置,导致其检查、维护与更新相当不方便。而且,针对电池组的工作性能、电池老化情况、使用寿命等信息,需要人员现场经过多次反复调试、实验之后才能获得,工作相当繁琐、耗时。在生产、调试或实验过程中,只有在电池出现问题影响电动汽车的工作时,才会发现故障并更换电池,这种方式具有盲目性、滞后性,相当容易产生不良后果,严重则导致生产工作延误、生产危险世故。 铅酸改锂电池BMS测试监控电池状态(电压/温度/SOC/SOH),均衡电芯,防止过充/过放/过热,延长电池寿命。
电池保护板,顾名思义锂电池保护板主要是针对可充电电池(一般指锂电池)起保护作用的集成电路板。锂电池(可充型)之所以需要保护,是由它本身特性决定的。由于锂电池本身的材料决定了它不能被过充、过放、过流、短路及超高温充放电,因此锂电池锂电组件总会跟着一块带采样电阻的保护板和一片电流保护器出现。电池包保护板设计中需要考虑的因素较多,如电压平台问题,锂动力电池包在使用中往往被要求很大的平台电压,所以设计锂动力电池包保护板时尽量使保护板不影响电芯的放电电压,这样对IC、采样电阻等元件的要求就会很高,电流采样电阻应满足高精密度,低温度系数,无感等要求。锂电池保护板的主要功能有过充保护、过放保护、过流保护、短路保护、温度保护。
充电管理:根据电池的状态(如SOC、温度等),精确操控充电器对电池组的充电过程。包括操控充电电流、电压,实现恒流充电、恒压充电等不同阶段的转换,确保电池能够迅速、安全地充满电,同时避免过充对电池造成损害。放电管理:监测电池组的放电状态,防止电池过度放电。当电池的SOC降低到一定程度时,BMS会发出报警信号,并采取相应措施限制放电,以保护电池的性能和寿命。此外,BMS还可以根据负载的需求,合理分配电池组的放电电流,确保电池组能够稳定地为负载提供电力。均衡管理:由于电池组中的各个单体电池在生产工艺、使用环境等方面存在差异,长时间使用后会出现电压、容量等参数的不一致性,即电池不均衡。BMS通过均衡电路对单体电池进行均衡处理,使各个电池的电量保持一致,从而提高电池组的整体性能和寿命。 BMS如何实现多电芯管理?
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,调整充电电压、电流,确保对电芯进行安全、及时的充电。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,操作充电各个阶段的充电状态。 高精度SOC/SOH估算、电芯均衡管理、热管理策略、故障诊断与容错控制。便携式户外电源BMS工作原理
保障工业机器人、AGV等设备的锂电池安全运行,支持高倍率充放电,减少停机风险。电池组BMS效果
锂电池(可充型)之所以需要保护,是由它本身特性决定的。由于锂电池本身的材料决定了它不能被过充、过放、过流、短路及超高温充放电,因此锂电池锂电组件总会跟着一块精致的保护板和一片电流保护器出现。锂电池的保护功能通常由保护电路板和PTC等电流器件协同完成,保护板是由电子电路组成,在-40℃至+85℃的环境下时刻准确的监视电芯的电压和充放回路的电流,及时操控电流回路的通断;PTC在高温环境下防止电池发生恶劣的损坏。保护板通常包括IC、MOS开关及辅助器件NTC、ID、存储器等。其中操控IC,在一切正常的情况下MOS开关导通,使电芯与外电路沟通,而当电芯电压或回路电流超过规定值时,它立刻操控MOS开关关断,保护电芯的安全。NTC是Negativetemperaturecoefficient的缩写,意即负温度系数,在环境温度升高时,其阻值降低,使用电设备或充电设备及时反应、内部中断而停止充放电。ID是Identification的缩写,即身份识别的意思它分为两种:一是存储器,常为单线接口存储器,存储电池种类、生产日期等信息;二是识别电阻。两者可起到产品的可追溯和应用的限制的作用。 电池组BMS效果