電池管理系統(tǒng)(BatteryManagementSystem,BMS)作為現(xiàn)代電池技術(shù)的重中之重控制系統(tǒng),廣泛應(yīng)用于新能源汽車(chē)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、消費(fèi)電子等領(lǐng)域,是保障電池安全、提升能效和延長(zhǎng)使用壽命的關(guān)鍵技術(shù)。BMS通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池組的電壓、溫度、電流等參數(shù),動(dòng)態(tài)評(píng)估電池的健康狀態(tài)和剩余電量,并利用均衡管理、故障診斷和熱管理技術(shù),確保電池在較好工況下運(yùn)行。在新能源汽車(chē)領(lǐng)域,BMS直接關(guān)系到電動(dòng)車(chē)的續(xù)航里程與安全性。它通過(guò)智能分配充放電功率,防止電池過(guò)充、過(guò)放或局部過(guò)熱,優(yōu)異降低熱失控風(fēng)險(xiǎn);同時(shí),結(jié)合云端大數(shù)據(jù)優(yōu)化充電策略,可提升電池壽命30%以上。在儲(chǔ)能場(chǎng)景中,BMS對(duì)電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能電站和戶(hù)用儲(chǔ)能系統(tǒng)尤為重要,通過(guò)多層級(jí)均衡技術(shù)解決電池組不一致性問(wèn)題,提升整體儲(chǔ)能效率,并支持削峰填谷、可再生能源平滑并網(wǎng)等功能。此外,BMS在無(wú)人機(jī)、電動(dòng)工具、航空航天等領(lǐng)域也發(fā)揮著重要作用,例如通過(guò)精確預(yù)測(cè)剩余飛行時(shí)間保障作業(yè)安全。隨著AI算法和邊緣計(jì)算的發(fā)展,新一代BMS正朝著智能化方向演進(jìn)。通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)電池衰減趨勢(shì)、構(gòu)建數(shù)字孿生模型,以及支持超快充技術(shù)和V2G(車(chē)輛到電網(wǎng))雙向互動(dòng),BMS正成為能源互聯(lián)網(wǎng)的重要節(jié)點(diǎn),推動(dòng)清潔能源技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。均衡管理是通過(guò)被動(dòng)或主動(dòng)均衡電路,確保電池組中各個(gè)單元的電壓和容量保持一致,提高電池組整體性能。工商業(yè)儲(chǔ)能BMS保護(hù)板
BMS是BatteryManagementSystem首字母縮寫(xiě),電池管理系統(tǒng)。是配合監(jiān)控儲(chǔ)能電池狀態(tài)的裝置,主要就是為了智能化管理及維護(hù)各個(gè)電池單元,防止電池出現(xiàn)過(guò)充電和過(guò)放電,延長(zhǎng)電池的使用壽命,監(jiān)控電池的狀態(tài)。一般BMS表現(xiàn)為一塊電路板,即BMS保護(hù)板,或者一個(gè)硬件盒子。BMS保護(hù)板或者BMS保護(hù)盒子通過(guò)采樣線、鎳片等與電芯組成的pack連接,通過(guò)對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控,達(dá)到管理電池組的目的。BMS由電池組、線束、結(jié)構(gòu)件、BMS保護(hù)板等組件組成,其中電池組是由一系列單體電芯組合而來(lái),通常單體電芯電壓、容量都較低,如果想得到更高電壓平臺(tái)和更大容量的電池包,就需要多個(gè)電芯組合。特種車(chē)輛BMS電池管理系統(tǒng)品牌智慧動(dòng)鋰儲(chǔ)能BMS系統(tǒng)采用3+1級(jí)架構(gòu)模式。
電池管理系統(tǒng)(BMS,Battery Management System)2. 技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)(1)高精度與智能化電芯級(jí)管理:從傳統(tǒng)的模組級(jí)管理轉(zhuǎn)向單體電芯級(jí)監(jiān)控(如無(wú)線BMS),提升SOC(電量)和SOH(健康度)估算精度。AI與邊緣計(jì)算:通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)電池壽命、識(shí)別異常工況,實(shí)現(xiàn)主動(dòng)安全防護(hù)。OTA升級(jí):支持遠(yuǎn)程固件更新,動(dòng)態(tài)優(yōu)化電池策略。(2)集成化與輕量化芯片集成:采用高集成度芯片(如TI的BQ系列),減少外圍電路,降低成本。功能融合:BMS與熱管理系統(tǒng)、充電樁通信深度集成,形成“云-邊-端”協(xié)同管理。(3)安全與可靠性提升多層級(jí)保護(hù):從硬件(過(guò)壓/過(guò)流/溫度保護(hù))到軟件(故障診斷、熱失控預(yù)警)的防護(hù)。固態(tài)電池適配:針對(duì)下一代固態(tài)電池的高電壓特性,開(kāi)發(fā)兼容性更強(qiáng)的BMS架構(gòu)。(4)無(wú)線BMS(wBMS)去線束化:通過(guò)無(wú)線通信(如藍(lán)牙、Zigbee)替代傳統(tǒng)線束,降低成本、提升靈活性。應(yīng)用場(chǎng)景:適用于換電模式、梯次利用電池管理等復(fù)雜場(chǎng)景。
電池保護(hù)板的自身參數(shù),比如自耗電分為工作自耗電和靜態(tài)(睡眠)自耗電,保護(hù)板自耗電的電流一般是ua級(jí)別。工作自耗電電流較大,主要為保護(hù)芯片、mos驅(qū)動(dòng)等消耗。保護(hù)板的自耗電太大會(huì)過(guò)多消耗電池電量,如果長(zhǎng)時(shí)間擱置的電池,保護(hù)板自耗電可能導(dǎo)致電池虧電、自耗電和內(nèi)阻等,他們不起保護(hù)作用,但是對(duì)電池的性能是有影響的。保護(hù)板的主回路內(nèi)阻也是一個(gè)很重要的參數(shù),保護(hù)板的主回路內(nèi)阻主要來(lái)源于pcb板上鋪設(shè)阻值,mos的阻值(主要)和分流電阻的阻值。在保護(hù)板進(jìn)行充放電時(shí),特別是mos部分,會(huì)產(chǎn)生大量的熱,因此一般保護(hù)板的mos上都需要貼一大塊的鋁片用于導(dǎo)熱和散熱。除了這些基本功能以外,為了使用不同的應(yīng)用場(chǎng)景個(gè)需求,保護(hù)板還有各種各樣的附加功能(如均衡功能),特別是帶軟件的保護(hù)板,功能更是異常豐富,比如藍(lán)牙、wifi、GPS、串口、CAN等應(yīng)有盡有,再高階一點(diǎn),就成了電池管理系統(tǒng)了(BMS)。BMS的軟件部分主要負(fù)責(zé)什么?
目前市場(chǎng)上兩輪電動(dòng)車(chē)電池類(lèi)型主要有鉛酸電池,鋰電池,鉛酸改鋰電等,然后,現(xiàn)在的電池管理存在電池壽命短,充電設(shè)施不完善,電池回收利用中對(duì)廢舊電池處理不當(dāng)對(duì)環(huán)境造成污染等問(wèn)題。針對(duì)現(xiàn)有問(wèn)題,我們應(yīng)采取一些新的管理方案。首先是采用智能充電樁,實(shí)現(xiàn)電池的智能充電,避免過(guò)沖,過(guò)放現(xiàn)象,延長(zhǎng)電池壽命;其次,可以采用電池租賃的方式,推廣電池租賃模式,降低用戶(hù)購(gòu)車(chē)成本的同時(shí)減輕充電設(shè)施壓力;再次是建立完善的電池回收體系,提高廢舊電池回收率,減少環(huán)境污染;還可以利用無(wú)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),大力推廣智能電池管理系統(tǒng)BMS,可以提前預(yù)警潛在問(wèn)題,提高電池的使用壽命并可以降低事故發(fā)生幾率。儲(chǔ)能BMS正在從單純的電池管理系統(tǒng)向更加綜合、智能的數(shù)據(jù)服務(wù)和能源管理平臺(tái)轉(zhuǎn)變。工商業(yè)儲(chǔ)能BMS保護(hù)板
BMS鋰電池保護(hù)板對(duì)電池充放電狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。工商業(yè)儲(chǔ)能BMS保護(hù)板
BMS系統(tǒng)硬件架構(gòu)與組:件硬件層主控單元(MCU):負(fù)責(zé)算法執(zhí)行,如TI的C2000系列、NXP S32K。模擬前端(AFE):高精度采集電芯電壓(如ADI LTC6813,支持18串監(jiān)測(cè))。執(zhí)行單元:包含繼電器、熔斷器、MOSFET等,響應(yīng)保護(hù)指令。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)線束布局:采用耐高溫硅膠線(-40℃~200℃),降低阻抗與EMI干擾。散熱設(shè)計(jì):鋁制殼體結(jié)合導(dǎo)熱硅脂,熱傳導(dǎo)系數(shù)≥5W/m·K。電池組集成電芯成組:通過(guò)激光焊接或超聲波焊連接鎳片,內(nèi)阻≤0.5mΩ。模塊化設(shè)計(jì):支持48V/72V低壓平臺(tái)或800V高壓快充架構(gòu),兼容方形/圓柱/軟包電芯。工商業(yè)儲(chǔ)能BMS保護(hù)板