鋰電池之所以需要保護,是由它本身特性決定的。由于鋰電池本身的材料決定了它不能被過充、過放、過流、短路及超高溫充放電,因此鋰電池鋰電組件總會跟著一塊精致的保護板和一片電流保護器出現(xiàn)。鋰電池的保護功能通常由保護電路板和PTC等電流器件協(xié)同完成,保護板是由電子電路組成,在-40℃至+85℃的環(huán)境下時刻準確的監(jiān)視電芯的電壓和充放回路的電流,及時操控電流回路的通斷;PTC在高溫環(huán)境下防止電池發(fā)生惡劣的損壞。保護板通常包括IC、MOS開關(guān)及輔助器件NTC、ID、存儲器等。其中操控IC,在一切正常的情況下操控MOS開關(guān)導通,使電芯與外電路溝通,而當電芯電壓或回路電流超過規(guī)定值時,它立刻操控MOS開關(guān)關(guān)斷,保護電芯的安全。NTC是Negativetemperaturecoefficient的縮寫,意即負溫度系數(shù),在環(huán)境溫度升高時,其阻值降低,使用電設備或充電設備及時反應、操控內(nèi)部中斷而停止充放電。 儲能BMS主動均衡和被動均衡的區(qū)別主要有能量的方式、啟動均衡條件、均衡電流、成本等幾個方面。出口BMS電池管理系統(tǒng)研發(fā)
鋰電池過充過放的本質(zhì):充電時,鋰離子從正極板脫嵌,通過電解液嵌入到負極板上;放電時,鋰離子從負極板上脫嵌,并經(jīng)由電解液嵌入到正極板上;鋰離子電池的充放電過程是鋰離子在極板上的嵌入和脫嵌過程。充電時,隨著鋰離子的脫嵌,正極材料體積會發(fā)生一定量的收縮;放電時,隨著鋰離子的嵌入,正極材料體積會發(fā)生一定量的膨脹。過充時,正極晶格會產(chǎn)生崩塌,鋰離子在負極會形成鋰枝晶從而刺破隔膜,造成電池的損壞。過放時,正極材料活性變差,阻止鋰離子的嵌入,電池容量急劇下降。如果發(fā)生正極材料體積過度膨脹,也會破壞電池的物理結(jié)構(gòu),造成電池的損壞。BMS通過精細的監(jiān)測、保護和優(yōu)化,讓電池在安全的前提下發(fā)揮比較大效能,是連接電池與應用場景的“智能中樞”。電動兩輪車BMS方案定制BMS所獲得數(shù)據(jù)的準確性、可靠性,決定了儲能系統(tǒng)整體運行的質(zhì)量和效率。
電池管理系統(tǒng)(BMS)的均衡技術(shù)主要分為被動均衡和主動均衡兩大類,用于解決電池組內(nèi)單體性能差異問題。被動均衡屬于能量耗散型,當檢測到某單體電壓過高時,通過導通開關(guān)管讓并聯(lián)電阻消耗其多余電量,直至與其他單體電壓一致。其優(yōu)勢是結(jié)構(gòu)簡單、成本低、可靠性高,適合消費電子、低速電動車等中小容量電池組,但能量以熱能浪費,效率低且均衡速度慢,適用于小電流場景。主動均衡則是能量轉(zhuǎn)移型,通過不同介質(zhì)實現(xiàn)電量調(diào)配,具體包括電容式、電感式、變壓器式和 DC/DC 變換器式等。電容式利用電容在高低壓單體間切換傳遞能量,響應快但單次轉(zhuǎn)移量少;電感式通過電感充放電轉(zhuǎn)移能量,效率 70%-80%,但體積較大且有電磁干擾;變壓器式借助多繞組變壓器實現(xiàn)多單體同時均衡,效率 80%-90%,不過設計復雜、成本高;DC/DC 變換器式通過雙向通道將高電壓單體能量轉(zhuǎn)移到總線再分配,效率超 90%,適合電動汽車等場景,但電路算法復雜?傮w而言,被動均衡因低成本適用于簡單場景,而主動均衡尤其是結(jié)合智能策略的方案,正逐步成為主流,能動態(tài)調(diào)整均衡強度,提升電池組壽命,廣泛應用于大容量、高要求的設備中。
測量電池容量的理想方法是庫侖計數(shù)法,即通過測量一段時間內(nèi)流入和流出的電流,進而得到流入或者流出電量。SOC=總?cè)萘?(放電電流-充電電流)*時間根據(jù)電池測量系統(tǒng)的不同,有多種測量放電或充電電流的方法。電流分流器:分流器是一個低歐姆電阻器,用于測量電流。整個電流流經(jīng)分流器并產(chǎn)生電壓降,然后進行測量。這種方法會在電阻器上產(chǎn)生輕微的功率損耗。霍爾效應傳感器:這種傳感器通過磁場變化測量電流。它減少了電流分流器典型的功率損耗問題,但成本較高,且無法承受大電流。巨磁電阻(GMR)傳感器:這種傳感器用作磁場檢測器,比霍爾效應傳感器更靈敏(也更昂貴)。它們的精確度很高。庫侖測量涉及的計算相當復雜,主要由微控制器完成。庫侖計數(shù)法是一種安培小時積分法,可量化一段時間內(nèi)的電量,提供動態(tài)、連續(xù)的狀態(tài)更新。開路電壓(OCV)通過計算電壓與電量之間的直接關(guān)系,評估剩余電量。不過,庫侖計數(shù)法會因傳感器漂移或電池性能變化而隨時間累積誤差,而開路電壓則也可能受到溫度波動和電池老化的影響。 如何判斷 BMS 是否故障?
電池管理系統(tǒng)(BatteryManagementSystem,簡稱BMS)作為電池組的“大腦”,在電動汽車、儲能系統(tǒng)、消費電子等領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用,中心功能涵蓋實時監(jiān)控、安全保護、均衡管理及協(xié)同操作等多個方面。它通過傳感器實時采集單體電池電壓、總電壓、電流、溫度等參數(shù),精細估算電池的荷電狀態(tài)(SOC)和良好狀態(tài)(SOH),例如在電動汽車中可避免電量誤判導致的拋錨,并為電池老化維護提供依據(jù)。安全保護是其中心職責,當電池出現(xiàn)過充、過放、過流、短路或溫度異常時,會立即切斷回路以防危險,如低溫充電時限制電流避免鋰枝晶引發(fā)短路。由于制造差異,電池組內(nèi)單體電池易失衡,BMS通過主動或被動均衡技術(shù)調(diào)整充放電狀態(tài),確保性能一致,其中主動均衡通過能量轉(zhuǎn)移效率更高。此外,BMS能與整車操控器、電機操作器等協(xié)同工作,優(yōu)化動力輸出,并通過通信協(xié)議上傳數(shù)據(jù)至云端或終端,方便用戶查看與廠商診斷。在儲能領(lǐng)域,它協(xié)調(diào)充放電與電網(wǎng)調(diào)度;在消費電子中維護續(xù)航與安全。隨著新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展,BMS正朝著高精度、低功耗、智能化方向演進,結(jié)合AI預測衰減趨勢,是維持電池系統(tǒng)安全運行的中心技術(shù),直接影響電池可靠性與經(jīng)濟性,是新能源產(chǎn)業(yè)鏈不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 在電動汽車中,BMS確保電池組的性能和安全性,延長電池壽命,提高車輛續(xù)航能力和駕駛安全性。電動兩輪車BMS方案定制
當溫度異常升高(如超過 60℃),立即切斷充放電回路,防止熱失控。出口BMS電池管理系統(tǒng)研發(fā)
鋰電池的存放過程中存在一定的危險,需要我們重視并采取安全管理措施。首先,鋰電池的化學性質(zhì)決定了它在受到外部損傷或過度充電時可能發(fā)生起爆。因此,存放鋰電池的環(huán)境應該保持通風良好,遠離火源和高溫場所,避免在潮濕環(huán)境中存放。其次,對于長時間不使用的電池,應該采取適當措施進行儲存,例如保持適當?shù)碾姾蔂顟B(tài),并定期檢查電池的狀態(tài)。在鋰電池的充電過程中也存在一定的危險。使用不合格的充電設備或混用充電器可能導致電池過熱或充電不均衡,增加了電池發(fā)生故障的可能性。因此,建議使用原廠配套的充電設備,并遵循廠家的充電建議,避免過度充電或過度放電。除了個體用戶應該注意安全管理外,對于大規(guī)模使用鋰電池的場所,例如儲能系統(tǒng)或電動車充電站,更需要建立完善的安全管理制度。這包括定期檢查設備狀態(tài),配備人員進行監(jiān)管和維護,制定應急預案并進行安全演練,以及提供必要的消防設備和應急救援措施。總的來說,鋰電池作為一種高能量密度的電源,在我們生活中發(fā)揮著重要的作用,但其安全危險也需要我們高度重視。通過合理的存放、充電和管理措施,我們可以較大程度地減少鋰電池存放過程中可能發(fā)生的安全問題,確保使用過程中的安全性和穩(wěn)定性。 出口BMS電池管理系統(tǒng)研發(fā)