BMS(BatteryManagementSystem,電池管理系統)是現代電池技術中的重要組件,被譽為電池組的“智能大腦”。其中心功能涵蓋電池狀態監測、充放電操作、熱管理、均衡管理及安全保護,通過實時采集電壓、電流、溫度等參數,結合SOC(荷電狀態)、SOH(良好狀態)算法,精細評估電池剩余容量與老化程度,誤差在5%以內。在電動汽車領域,BMS通過動態設定充放電截止閾值,避免過充、過放損傷電池,同時采用主動均衡技術調節單體電池電量差異,延長電池壽命。例如,特斯拉的多層架構BMS可同步管理7000+節電芯,確保電池組的一致性與安全性。在儲能系統中,BMS的作用更為關鍵。它不僅需實現削峰填谷、V2G(車輛到電網)雙向能量調度,還需應對電網級儲能的復雜工況。例如,華為“能源大腦”和拓邦智能BMS已實現熱失控提早30分鐘預警,火災危險降低80%。此外,BMS通過液冷系統與相變材料(PCM)結合,將儲能系統溫控效率提升50%,壽命延長至15年。 可通過專門診斷工具讀取 BMS 故障碼,定位具體問題(如傳感器失效、均衡電路故障)。電摩BMS芯片
鋰電池(可充型)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。鋰電池的保護功能通常由保護電路板和PTC等電流器件協同完成,保護板是由電子電路組成,在-40℃至+85℃的環境下時刻準確的監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在高溫環境下防止電池發生惡劣的損壞。保護板通常包括IC、MOS開關及輔助器件NTC、ID、存儲器等。其中操控IC,在一切正常的情況下MOS開關導通,使電芯與外電路溝通,而當電芯電壓或回路電流超過規定值時,它立刻操控MOS開關關斷,保護電芯的安全。NTC是Negativetemperaturecoefficient的縮寫,意即負溫度系數,在環境溫度升高時,其阻值降低,使用電設備或充電設備及時反應、內部中斷而停止充放電。ID是Identification的縮寫,即身份識別的意思它分為兩種:一是存儲器,常為單線接口存儲器,存儲電池種類、生產日期等信息;二是識別電阻。兩者可起到產品的可追溯和應用的限制的作用。 動力電池BMS費用BMS所獲得數據的準確性、可靠性,決定了儲能系統整體運行的質量和效率。
BMS保護板的SOX算法估算方法。SOX包括SOC、SOE和SOP。SOC估計方法傳統方法:安時積分法、開路電壓法基于電池模型的方法:卡爾曼濾波法、粒子濾波算法神經網絡算法:神經網絡算法。SOP算法:根據電池的SOC和溫度,查表確定持續充放電最大功率瞬時充放電最大功率。電芯的去極化速度,決定當前最大功率使用的頻率。當SEI膜表面的Li離子堆積速度大于負極的吸收速度時候,就會發生電壓下降,最大功率無法維持。因此,SOP的計算難點是峰值功率與持續功率如何過度?SOH算法:兩點法計算SOH根據OCV-SOC曲線確定兩個準確的SOC值,并安時累積計算這兩個SOC之間的累積充入或放出電量,然后計算出電池的容量,從而得到SOH。算法有一定難度,需要大量的數據和模型,才能較準確的估算。
充電管理:根據電池的狀態(如SOC、溫度等),精確操控充電器對電池組的充電過程。包括操控充電電流、電壓,實現恒流充電、恒壓充電等不同階段的轉換,確保電池能夠迅速、安全地充滿電,同時避免過充對電池造成損害。放電管理:監測電池組的放電狀態,防止電池過度放電。當電池的SOC降低到一定程度時,BMS會發出報警信號,并采取相應措施限制放電,以保護電池的性能和壽命。此外,BMS還可以根據負載的需求,合理分配電池組的放電電流,確保電池組能夠穩定地為負載提供電力。均衡管理:由于電池組中的各個單體電池在生產工藝、使用環境等方面存在差異,長時間使用后會出現電壓、容量等參數的不一致性,即電池不均衡。BMS通過均衡電路對單體電池進行均衡處理,使各個電池的電量保持一致,從而提高電池組的整體性能和壽命。 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,提高車輛續航能力和駕駛安全性。
目前BMS架構主要分為集中式架構和分布式架構。集中式BMS將所有電芯統一用一個BMS硬件采集,適用于電芯少的場景。集中式BMS具有成本低、結構緊湊、可靠性高的優勢,一般常見于容量低、總壓低、電池系統體積小的場景中,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。目前行業內分布式BMS的各種術語五花八門,不同的公司,不同的叫法。動力電池BMS大多是主從兩層架構。儲能BMS則因為電池組規模較大,多數都是三層架構,在從控、主控之上,還有一層總控。未來的BMS將擁有更強大的數據處理能力和更高的集成度,能夠與車輛控制器、充電樁等外部設備進行更緊密的協同工作,為推動鋰電池在各領域的廣泛應用提供堅實的安全保護。 BMS的安全保護功能包括過充保護、過放保護、短路保護、溫度保護等,確保電池組的安全運行。電摩BMS芯片
BMS如何延長電池壽命?電摩BMS芯片
BMS(電池管理系統)的發展經歷了從基礎監控到智能化、集成化的重要變革。早期,BMS主要聚焦于電池的電壓、電流和溫度監控,以防止過充、過放和過熱,功能相對單一。隨著新能源產業的蓬勃發展,BMS技術迎來了重大突破,開始引入狀態估計(如SOC、SOH)、均衡管理和熱管理等功能,提升了電池系統的效率和安全性。近年來,BMS技術進一步向智能化、無線化邁進。AI算法的融入使得BMS能夠基于機器學習優化SOC/SOH預測,減少故障;無線BMS技術的出現則解決了傳統布線,減少了電池包體積和重量,提升了續航和維修性。此外,BMS還與云端技術結合,通過大數據分析實現電池狀態的實時檢測和預測性維護。展望未來,BMS將繼續向高精度、高集成度和標準化方向發展,為新能源產業的高質量發展提供關鍵支撐。 電摩BMS芯片