电池管理系统BMS测量电芯电压、温度和电池电流的控制参数。典型电芯单元的标称电压为3.6V,更大充电结束电压为4.2V,更小放电结束电压为2.5V。高放电(<2.5V)会导致不可逆的损坏,如容量损失和自放电增加。过电压(>4.2V)会引发自燃,存在安全隐患。容量损失主要是在充电过程中温度和电压过高造成的。如果使用得当,一块标准电池在损耗20%的初始容量之前,可以使用500到1000次循环。监测电池电压、电流和温度可以预测电池的充电状态(stateofcharge,SOC)和健康状态(stateofhealth,SOH)。SOC描述了与电池最大容量相比的当前荷电状态。SOH描述了与新电池相比的当前健康状态。这两个参数对于确保车辆的功能状态(stateoffunction,SOF)都很重要(图14.2)。这对司机来说是至关重要的信息:车辆是否会到达目的地,或者电池是否需要提前充电。计算这些参数有三种方法。BMS技术的应用不只限于电动汽车,还普遍用于储能系统等领域。天津电动叉车BMS管理
储能领域所涉及的BMS电池管理芯片主要包括电池均衡芯片、电池计量芯片、电池监测芯片。假设每个电池簇参数为48V/280Ah,对应需要一颗16SAFE芯片。储能电站均采用主动均衡策略,每个电池簇需要16颗主动均衡芯片。在旺盛的市场需求驱动下,2023年预计能实现在储能应用领域量产电池均衡芯片、电池计量芯片的企业出货量会增加明显。目前纳芯微已在2022年中报中明确表示,“公司受益于下游光伏逆变器、储能等新能源市场的迅速发展,迎来新的增长点。”国产厂商目前的电池均衡芯片、电池计量芯片、电池监测芯片更多的是被应用在智能手机、平板电脑、TWS耳机上,而储能领域的BMS电池管理芯片能量产的国产厂商还很少,2023年储能BMS电池管理芯片大规模起量可能更多地发生在国外企业。加热BMS开发BMS通过优化电池充放电策略,降低电池内阻,提高能量密度。
均衡管理。均衡管理的必要性来自于电池的生产和使用的不一致性。从生产角度看,每块电池都有自己的生命周期和特性,没有一模一样的两块电池,由于隔膜、阴极、阳极等材料的不一致,不同电池的容量也不能完全一致。如组成一个48V/20AH电池组的各电芯,其压差、内阻等的一致性指标,均有一定范围内的差异。从使用角度来看,在电池充放电的过程中,电化学反应的过程中是永远不可能一致的。即使是同一块电池包,也会因为温度、磕碰度不同造成电池充放量不同,从而导致电芯容量不一致。因此,电池就需要均被动均衡和主动均衡。即设定一对启动和结束均衡的阈值:比如,一组电池中,单体电压极值与这组电压平均值的差值达到50mV时启动均衡,5mV结束均衡。
BMS故障的常见表现。电池容量下降BMS故障可能导致电池容量下降,即电池无法充满或放空。这可能是由于BMS未能正确控制电池充电或放电,或者BMS未能正确监测电池状态导致的。充电速度变慢BMS故障可能导致充电速度变慢,即电池充电需要更长的时间。这可能是由于BMS未能正确控制充电电流或电压导致的。电池寿命缩短BMS故障可能导致电池寿命缩短,即电池的使用寿命比预期的要短。这可能是由于BMS未能正确控制电池充电或放电,或者BMS未能正确监测电池状态导致的。安全隐患BMS故障可能导致安全隐患,即电池可能会过热、起火或爆i炸。这可能是由于BMS未能正确控制电池充电或放电,或者BMS未能正确监测电池状态导致的。先进的BMS技术能够预测电池寿命,为用户提供及时更换电池的建议。
BMS电池管理系统在电动汽车、储能系统、太阳能系统等领域得到广泛应用。在电动汽车中,BMS电池管理系统可以确保电池组的安全性和性能,提高电动汽车的续航里程和使用寿命;在储能系统中,BMS电池管理系统可以对电池组进行管理和控制,提高储能系统的效率和可靠性;在太阳能系统中,BMS电池管理系统可以对电池组进行充放电控制,提高太阳能系统的利用率。BMS电池管理系统的发展趋势主要包括以下几个方面:高集成度:随着电池技术的发展,电池组的容量越来越大,BMS电池管理系统需要具备更高的集成度,以减少系统的体积和成本。智能化:BMS电池管理系统需要具备更高的智能化水平,能够根据电池组的状态和使用环境进行自适应调整,提高电池组的性能和寿命。通信互联:BMS电池管理系统需要具备更强的通信互联能力,能够与其他系统进行数据交换和控制,实现电池组的远程监控和管理。安全性:BMS电池管理系统需要具备更高的安全性,能够对电池组的故障和异常进行及时诊断和处理,避免安全事故的发生。资料显示,早期的锂离子BMS一般只具有监测电池电压、温度、电流等简单功能。天津动力电池BMS标准
BMS能够防止电池过充和过放,延长电池的使用寿命。天津电动叉车BMS管理
电池组BMS的工作原理是通过监测电池组的电压、电流、温度等参数,与设定的保护参数进行比较,当电池组的参数超出设定范围时,保护板会采取相应的措施进行保护。例如,当电池组电压过高时,保护板会切断电池组与负载的连接,以防止电池组过充;当电池组电压过低时,保护板会切断电池组与负载的连接,以防止电池组过放;当电池组电流过大时,保护板会切断电池组与负载的连接,以防止电池组过流;当电池组温度过高时,保护板会切断电池组与负载的连接,以防止电池组过热。天津电动叉车BMS管理