從實(shí)現(xiàn)方式來看,主要分為被動均衡與主動均衡。被動均衡,即耗能式均衡,一般利用電阻等耗能元件來消耗電壓較高電池的多余電量,以此促使電池組中各單體電池電壓趨于均衡。這種方式結(jié)構(gòu)簡易、成本較低,然而會產(chǎn)生熱量,導(dǎo)致能量浪費(fèi),且均衡效率相對不高,比較適用于對成本較為敏感、電池組容量較小以及充電頻率不高的應(yīng)用場景,例如一些小型鋰電池設(shè)備。主動均衡,也叫非耗能式均衡,它借助電感、電容、變壓器等儲能元件,把電量從電壓高的電池轉(zhuǎn)移到電壓低的電池,實(shí)現(xiàn)電池間的能量轉(zhuǎn)移與均衡。主動均衡方式能夠優(yōu)異減少能量損耗,均衡速度快、效率高,適用于大容量、高倍率充放電的電池組,像電動汽車、儲能系統(tǒng)等對電池性能和安全性要求嚴(yán)苛的領(lǐng)域,不過其電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本也相對較高。BMS主要應(yīng)用在哪些領(lǐng)域?中穎BMS軟件設(shè)計(jì)
在組成結(jié)構(gòu)上,BMS 分為硬件與軟件兩大部分。硬件包含主控單元,通常由微控制器(MCU)或數(shù)字信號處理器(DSP)擔(dān)當(dāng),負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理與指令發(fā)出;電壓、電流、溫度采集電路,分別用于采集對應(yīng)參數(shù);保護(hù)電路在異常時切斷電路;均衡電路實(shí)現(xiàn)電池電量平衡;通信接口電路支持多種通信協(xié)議,保障數(shù)據(jù)傳輸。軟件涵蓋底層驅(qū)動軟件,負(fù)責(zé)硬件交互;電池管理算法,如 SOC 估算、SOH 評估、均衡及充放電控制算法等,是 BMS 重心;通信協(xié)議棧保障通信順暢;用戶界面軟件則為用戶提供直觀操作界面。電摩BMS電池管理系統(tǒng)品牌管理動力電池組,防止過充/過放,提升續(xù)航里程,保障車輛安全,延長電池壽命。
鋰電池保護(hù)板,作為鋰離子電池組的守護(hù)神,扮演著至關(guān)重要的角色。它主要由控制IC、MOS管、采樣電阻、保險絲/PTC等中心組件構(gòu)成,通過實(shí)時監(jiān)測電池組的電壓、電流和溫度,確保電池在安全范圍內(nèi)工作。保護(hù)板具備過充、過放、短路、過流、過溫等多重保護(hù)功能,一旦檢測到異常情況,立即通過控制MOS管的開關(guān)狀態(tài),切斷電池組與外界的電氣連接,有效防止電池?fù)p壞甚至危險。隨著技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代鋰電池保護(hù)板還融入了主動均衡技術(shù),能更高效地平衡電池組內(nèi)各單體電池的電壓,延長整體使用壽命。同時,高精度監(jiān)測、集成化與智能化趨勢日益明顯,保護(hù)板不僅能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障診斷,還能根據(jù)電池狀態(tài)智能調(diào)整保護(hù)策略,確保電池在比較好狀態(tài)下運(yùn)行。在使用中,定期檢查保護(hù)板及其連接情況,適時調(diào)整保護(hù)參數(shù),保持其良好的環(huán)境適應(yīng)性,是確保電池組長期安全、穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。總之,鋰電池保護(hù)板以其豐富的功能和優(yōu)異的性能,為各類電子產(chǎn)品和新能源應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)的安全保障。
在電動汽車領(lǐng)域,BMS直接關(guān)系車輛續(xù)航、安全與用戶體驗(yàn),技術(shù)要求嚴(yán)苛:高精度狀態(tài)管理:采用擴(kuò)展卡爾曼濾波(EKF)或粒子濾波算法,實(shí)現(xiàn)SOC(荷電狀態(tài))估算誤差≤3%,確保剩余里程顯示精確。動態(tài)監(jiān)測SOH(優(yōu)良狀態(tài)),通過內(nèi)阻增長(如每年增加5%~10%)和容量衰減率(如循環(huán)1000次后容量保持率>80%)評估電池壽命。高壓快充兼容性:針對800V高電壓平臺(如保時捷Taycan),BMS需支持電芯電壓監(jiān)測范圍擴(kuò)展至5V(應(yīng)對固態(tài)電池趨勢),并優(yōu)化均衡策略以應(yīng)對快充(350kW)導(dǎo)致的電芯溫差(±2℃以內(nèi))。功能安全認(rèn)證:符合ISO 26262 ASIL-D等級,具備冗余設(shè)計(jì)(如雙MCU架構(gòu)),可實(shí)時診斷過壓(>4.3V)、過溫(>60℃)及絕緣失效(絕緣電阻<500Ω/V)等故障。典型案例:特斯拉Model 3采用分布式BMS架構(gòu),每個電池模組集成監(jiān)控單元,通過CAN FD總線實(shí)現(xiàn)毫秒級故障響應(yīng)。為什么BMS對電池系統(tǒng)至關(guān)重要?
BMS作為電池系統(tǒng)的中心控制器,通過實(shí)時采集電壓、電流、溫度等關(guān)鍵參數(shù),結(jié)合算法模型對電池狀態(tài)進(jìn)行動態(tài)評估,實(shí)現(xiàn)過充/過放防護(hù)、熱失控預(yù)警、壽命優(yōu)化等目標(biāo)。過充/過放防護(hù):鋰電芯在電壓超過4.25V(過充)或低于2.5V(過放)時,可能引發(fā)電解液分解、SEI膜破裂甚至起火危險。BMS通過精細(xì)的電壓采樣電路(精度可達(dá)±1mV)及快速切斷MOSFET開關(guān),規(guī)避風(fēng)險。壽命優(yōu)化:研究表明,電池在20%-80%SOC區(qū)間循環(huán)可提升2-3倍壽命。BMS通過動態(tài)調(diào)整充放電策略(如恒流-恒壓切換、脈沖充電),減緩容量衰減。熱管理:BMS結(jié)合溫度傳感器(如NTC)與散熱系統(tǒng)(液冷/風(fēng)冷),將電芯溫差控制在±2℃以內(nèi),避免局部過熱引發(fā)連鎖反應(yīng)。保障工業(yè)機(jī)器人、AGV等設(shè)備的鋰電池安全運(yùn)行,支持高倍率充放電,減少停機(jī)風(fēng)險。電單車BMS電池管理系統(tǒng)方案定制
BMS的主要應(yīng)用場景有哪些?中穎BMS軟件設(shè)計(jì)
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(fù)極板上;放電時,鋰離子從負(fù)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(fù)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,會破壞電池的物理結(jié)構(gòu),從而導(dǎo)致電池的損壞。中穎BMS軟件設(shè)計(jì)