主動均衡技術(shù)主動均衡又稱非能量耗散式均衡,其原理在充電和放電循環(huán)期間,是將能量高的電芯內(nèi)的能量轉(zhuǎn)移到能量低的電芯中去,使得電池PACK內(nèi)的電荷得到重新分配,從而縮短充電時間,延長放電使用時間。在適用場景上,主動均衡更加適用于大容量、高串數(shù)的鋰電池組應用。BMS被動均衡技術(shù)先于主動均衡在電動市場中應用,技術(shù)也較為成熟些。主動均衡則較為復雜,變壓器方案的設計以及開關(guān)矩陣的設計無疑會使成本明顯增加。但主動均衡相比采用能量傳遞分配的原則,因而能量利用率相比被動均衡更高。在實際應用過程中,主動均衡技術(shù)也被普遍認為更為高效和合理。例如,科列自主研發(fā)的雙向DC-DC主動均衡芯片,它采用了先進的智能算法,能夠快速有效地補償電池組產(chǎn)生的差異,確保電池一致性,延長電池組的使用壽命和平均無故障時間。智慧動鋰電子是一家集鋰電池安全管理硬件、軟件及BMS系統(tǒng)方案于一體的綜合服務商??刂菩酒?、MOS管、電阻電容,用于監(jiān)測電壓/電流并執(zhí)行保護動作。動力電池鋰電池保護板云平臺開發(fā)
對于儲能系統(tǒng)(家用儲能、新能源電站),保護板的設計重點轉(zhuǎn)向長周期穩(wěn)定運行與高精度管理。100S以上的多串并聯(lián)結(jié)構(gòu)要求電壓采樣精度達±1mV,TI的BQ78Z100等芯片通過24位ADC實現(xiàn)精細監(jiān)控。主動均衡技術(shù)在此類場景中尤為重要,能量轉(zhuǎn)移方案可減少10%~15%的容量損耗,配合光伏充放電策略優(yōu)化,明顯延長電池壽命。電網(wǎng)級儲能系統(tǒng)還需通過ISO 26262功能安全認證,采用雙MCU冗余設計,確保極端工況下仍能維持關(guān)鍵保護功能。例如某家庭儲能系統(tǒng)通過BMS動態(tài)調(diào)節(jié)充放電曲線,優(yōu)先消耗太陽能電力,只是只是在電價低谷時段從電網(wǎng)補電,實現(xiàn)經(jīng)濟性與耐久性的雙重提升。換電柜鋰電池保護板管理系統(tǒng)測試通過機器學習預測電池失效、優(yōu)化充電策略、動態(tài)調(diào)整保護閾值,提升能效。
2025年BMS將出現(xiàn)幾大變革1、打通BMS和EMS隨著儲能系統(tǒng)被納入各類電力市場交易主體,其盈利模式變得多樣化,需要更高的數(shù)據(jù)處理和預測能力來優(yōu)化收益。BMS和EMS的整合將使儲能系統(tǒng)能夠更好地處理復雜的數(shù)據(jù)源和龐大的數(shù)據(jù)管理需求。這種整合不僅增強系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力,還能夠幫助預測電價走勢,優(yōu)化電池充放電策略,從而提高儲能的整體收益。2、從BMS向EMS跨進在工商業(yè)市場,儲能系統(tǒng)需要具備更高級別的能量管理和綜合控制能力,以滿足復雜的能源需求和交易策略。BMS+EMS一體化集控單元的出現(xiàn),揭示了儲能管理系統(tǒng)從單純的關(guān)注電池管理擴展到了整個能源系統(tǒng)的管理。這樣的跨步能夠?qū)崿F(xiàn)更多面化的監(jiān)控和更靈活的交易策略,為工商業(yè)用戶提供更高效的能源解決方案。智慧動鋰電子是一家集鋰電池安全管理硬件、軟件及BMS系統(tǒng)方案于一體的綜合服務商。
目前BMS架構(gòu)主要分為集中式架構(gòu)和分布式架構(gòu)。集中式BMS將所有電芯統(tǒng)一用一個BMS硬件采集,適用于電芯少的場景。集中式BMS具有成本低、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高的優(yōu)點,一般常見于容量低、總壓低、電池系統(tǒng)體積小的場景中,如電動工具、機器人(搬運機器人、助力機器人)、IOT智能家居(掃地機器人、電動吸塵器)、電動叉車、電動低速車(電動自行車、電動摩托、電動觀光車、電動巡邏車、電動高爾夫球車等)、輕混合動力汽車等。目前行業(yè)內(nèi)分布式BMS的各種術(shù)語五花八門,不同的公司,不同的叫法。動力電池BMS大多是主從兩層架構(gòu)。儲能BMS則因為電池組規(guī)模較大,多數(shù)都是三層架構(gòu),除了從控、主控之外,還有一層總控。智慧動鋰電子是一家集鋰電池安全管理硬件、軟件及BMS系統(tǒng)方案于一體的綜合服務商。具有智能控制功能,通過控制IC和開關(guān)管的協(xié)同作用,實現(xiàn)電池的智能充放電控制。
充電管理芯片根據(jù)工作模式可分為開關(guān)模式、線性模式和開關(guān)電容模式。開關(guān)模式效率高,適用于大電流應用,且應用較靈活,可根據(jù)需要設計為降壓、升壓或升降壓架構(gòu),常用的快充方案通常都是開關(guān)模式。線性模式適用于小功率便攜式電子產(chǎn)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(guān)電容模式可以做到高達97%以上的有效率,但由于架構(gòu)的原因,其輸出電壓與輸入電壓通常成一個固定的比例關(guān)系,實際應用中通常會與開關(guān)型充電管理芯片配合使用。智慧動鋰電子是一家集鋰電池安全管理硬件、軟件及BMS系統(tǒng)方案于一體的綜合服務商。被動均衡(電阻耗能)或主動均衡(能量轉(zhuǎn)移),解決電芯間電壓差異,提升整體壽命。移動儲能鋰電池保護板軟件設計
與使用環(huán)境相關(guān),正常條件下可達5年以上。動力電池鋰電池保護板云平臺開發(fā)
鋰電池保護板主要功能。電壓保護過充保護:監(jiān)測單體電芯電壓,當達到設定閾值(如三元鋰4.25V±0.05V)時切斷充電回路,防止電解液分解或熱失控。過放保護:在電芯電壓低于閾值(如三元鋰2.5V±0.1V)時斷開負載,避免不可逆容量損失。電流保護過流/短路保護:通過檢測電流瞬時峰值(如10A~100A范圍),在數(shù)毫秒內(nèi)觸發(fā)MOSFET關(guān)斷,保護電芯與電路。溫度保護集成NTC熱敏電阻,當溫度超過安全范圍(如-20℃~60℃)時,暫停充放電并報警。均衡控制(可選)被動均衡:通過電阻耗能平衡高電壓電芯,成本低但效率有限;主動均衡:采用電感或電容轉(zhuǎn)移能量,均衡速度快,適用于大容量電池組。動力電池鋰電池保護板云平臺開發(fā)