隨著兩輪電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)擴(kuò)大,一系列管理問(wèn)題也逐步凸顯:換電需求上升:新國(guó)標(biāo)的實(shí)施與碳中和的方針增長(zhǎng)了我國(guó)電動(dòng)車(chē)共享?yè)Q電的需求通信基站、鐵路等貴重電池的防盜需求也亞待解決。企業(yè)運(yùn)營(yíng)低效:電池廠商與換電運(yùn)營(yíng)商等企業(yè)缺少對(duì)電池的監(jiān)控,無(wú)法掌握電池應(yīng)用數(shù)據(jù),難以減少故障電池召回、電池防盜、電池起火等運(yùn)營(yíng)問(wèn)題。充電事故頻發(fā):全國(guó)每年因充電引起的火災(zāi)達(dá)300多起,火災(zāi)造成的死亡率接近50%,引起ZF高度重視。ZF監(jiān)管困難:ZF急需推動(dòng)新國(guó)標(biāo)等政策下的電池、車(chē)輛行業(yè)規(guī)范發(fā)展,以降低監(jiān)管難度并減少充電事故。深圳智慧動(dòng)鋰電子股份有限公司是一家鋰電池安全管理技術(shù)綜合服務(wù)商。BMS保護(hù)板的被動(dòng)均衡就是將單體電池中容量較多的個(gè)體消耗掉,實(shí)現(xiàn)整體的均衡。機(jī)電BMS管理
目前該技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各種電動(dòng)車(chē)、儲(chǔ)能、充換電柜、電動(dòng)工具、特種車(chē)輛、船舶等領(lǐng)域。2020年,我司榮獲廣東省專(zhuān)精特新企業(yè),榮獲工信部“專(zhuān)精特新‘小巨人’企業(yè)”稱(chēng)號(hào)。所謂專(zhuān)精特新企業(yè),是指具有“精細(xì)化、特色化、新穎化”特征的企業(yè)。智慧動(dòng)鋰電子擁有博士、研究生等不同層次的優(yōu)秀人才80多人,并和高校合作在產(chǎn)學(xué)研方面進(jìn)行深度融合,比如中科院深圳技術(shù)研究院等,目前已擁有各項(xiàng)35項(xiàng)及較多軟件著作權(quán)。下一步智慧動(dòng)鋰電子將繼續(xù)和高校、科研機(jī)構(gòu)等加強(qiáng)合作,成立省級(jí)工程技術(shù)中心,校企聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研深入融合,圍繞安全發(fā)展形成聚合效應(yīng),進(jìn)一步突破關(guān)鍵技術(shù)。BMS技術(shù)向無(wú)線化、AI驅(qū)動(dòng)和平臺(tái)集成方向發(fā)展。無(wú)線BMS減少了傳統(tǒng)布線,減少了90%線束和15%電池包體積,提升了續(xù)航和維修性。AI算法基于機(jī)器學(xué)習(xí)優(yōu)化SOC/SOH預(yù)測(cè),減少了故障。800V平臺(tái)支持充電和熱管理。云端BMS通過(guò)云端分析實(shí)時(shí)優(yōu)化電池性能。例如,路特斯與AnalogDevices合作,采用無(wú)線BMS(ADBMS6815芯片),實(shí)現(xiàn)輕量化設(shè)計(jì),電池包重量降低10%,續(xù)航提升5%。鉛酸改鋰電BMS云平臺(tái)設(shè)計(jì)BMS兩輪電動(dòng)車(chē)鋰電池保護(hù)板行業(yè)內(nèi)成為兩輪電動(dòng)車(chē)電池保護(hù)板分為硬件板與軟件板。
BMS系統(tǒng)保護(hù)板的功能:電池充放電狀態(tài)監(jiān)測(cè):BMS系統(tǒng)保護(hù)板能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電池的電壓、電流、溫度等關(guān)鍵參數(shù),確保電池在安全的工作范圍內(nèi)運(yùn)行。過(guò)充與過(guò)放保護(hù):當(dāng)電池充電時(shí),如果電壓超過(guò)設(shè)定的安全范圍,BMS系統(tǒng)保護(hù)板會(huì)立即斷開(kāi)充電電路,防止電池過(guò)充;同樣地,當(dāng)電池放電時(shí),如果電壓低于設(shè)定的安全范圍,BMS系統(tǒng)保護(hù)板會(huì)及時(shí)斷開(kāi)放電電路,防止電池過(guò)放。溫度保護(hù):通過(guò)溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池的溫度,當(dāng)溫度過(guò)高或過(guò)低時(shí),BMS系統(tǒng)保護(hù)板會(huì)采取相應(yīng)的措施,如降低充電電流或停止充電,以保護(hù)電池不受損害。短路保護(hù):BMS系統(tǒng)保護(hù)板還具有短路保護(hù)功能,當(dāng)檢測(cè)到電池組內(nèi)部或外部發(fā)生短路時(shí),會(huì)立即切斷電源,防止短路造成的損害。平衡管理:對(duì)于多節(jié)電池的電動(dòng)車(chē),BMS系統(tǒng)保護(hù)板還能實(shí)現(xiàn)電池的平衡管理,確保每節(jié)電池在充放電過(guò)程中的壓差不大,從而提高整個(gè)電池組的使用壽命和性能。選擇我們的BMS,就是選擇高效、安全、可靠的電池管理體驗(yàn),共同邁向能源利用的新高度!
BMS的中心使命是實(shí)時(shí)監(jiān)控電池狀態(tài)并實(shí)施精細(xì)作用。在硬件層面,BMS通過(guò)高精度模擬前端(AFE)芯片(如ADI的LTC6811或TI的BQ76PL536)采集每節(jié)電芯的電壓(精度可達(dá)±1mV)、溫度(范圍覆蓋-40°C至125°C)以及充放電電流(通過(guò)分流電阻或霍爾傳感器實(shí)現(xiàn)±)。這些數(shù)據(jù)經(jīng)主控芯片(如NXPS32K或STMicroelectronics的SPC58)處理后,執(zhí)行三大關(guān)鍵任務(wù):安全保護(hù)、狀態(tài)估算與能量管理。例如,當(dāng)某節(jié)三元鋰電池電壓超過(guò),BMS會(huì)立即切斷充電MOSFET,防止電解液分解引發(fā)熱失控;在低溫環(huán)境下(如-10°C),BMS可能通過(guò)PTC加熱片提升電芯溫度至5°C以上,以避免鋰析出導(dǎo)致的不可逆容量損失。對(duì)于多串電池組(如電動(dòng)汽車(chē)的96串400V系統(tǒng)),BMS必須解決電芯不一致性問(wèn)題——即使是同一批次的電芯,容量差異也可能達(dá)到2%-5%。被動(dòng)均衡通過(guò)并聯(lián)電阻對(duì)電芯放電(典型均衡電流50-200mA),而主動(dòng)均衡則利用電感或DC-DC轉(zhuǎn)換器將能量從電芯轉(zhuǎn)移至低壓電芯(效率可達(dá)85%以上),這兩種策略的取舍需權(quán)衡成本、效率與系統(tǒng)復(fù)雜度。BMS的技術(shù)趨勢(shì)是什么?
鋰電池的存放過(guò)程中存在一定的危險(xiǎn),需要我們重視并采取及時(shí)的安全管理措施。首先,鋰電池的化學(xué)性質(zhì)決定了它在受到外部損傷或過(guò)度充電時(shí)可能發(fā)生起爆。因此,存放鋰電池的環(huán)境應(yīng)該保持通風(fēng)良好,遠(yuǎn)離火源和高溫場(chǎng)所,避免在潮濕環(huán)境中存放。其次,對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間不使用的電池,應(yīng)該采取適當(dāng)措施進(jìn)行儲(chǔ)存,例如保持適當(dāng)?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(guò)程中也存在一定的危險(xiǎn)。使用不合格的充電設(shè)備或混用充電器可能導(dǎo)致電池過(guò)熱或充電不均衡,增加了電池發(fā)生危險(xiǎn)的可能性。因此,建議使用原廠配套的充電設(shè)備,并遵循廠家的充電建議,避免過(guò)度充電或過(guò)度放電。除了個(gè)體用戶(hù)應(yīng)該注意安全管理外,對(duì)于大規(guī)模使用鋰電池的場(chǎng)所,例如儲(chǔ)能系統(tǒng)或電動(dòng)車(chē)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(shè)備狀態(tài),配備專(zhuān)門(mén)人員進(jìn)行監(jiān)管和維護(hù),制定應(yīng)急預(yù)案并進(jìn)行安全演練,以及提供必要的消防設(shè)備和應(yīng)急救援措施。總的來(lái)說(shuō),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,但其安全也需要我們高度重視。通過(guò)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(guò)程中可能發(fā)生的安全問(wèn)題,確保使用過(guò)程中的安全性和穩(wěn)定性。 儲(chǔ)能BMS主動(dòng)均衡和被動(dòng)均衡的區(qū)別主要有能量的方式、啟動(dòng)均衡條件、均衡電流、成本等。硬件BMS電池管理系統(tǒng)保護(hù)板
BMS鋰電池保護(hù)板涉及4種芯片,即電池充電、電池電量計(jì)、電池監(jiān)視芯片、電池保護(hù)芯片。機(jī)電BMS管理
充電管理芯片根據(jù)工作模式可分為開(kāi)關(guān)模式、線性模式和開(kāi)關(guān)電容模式。開(kāi)關(guān)模式效率高,適用于大電流應(yīng)用,且應(yīng)用較靈活,可根據(jù)需要設(shè)計(jì)為降壓、升壓或升降壓架構(gòu),常用的快充方案通常都是開(kāi)關(guān)模式。線性模式適用于小功率便攜電子產(chǎn)品,對(duì)充電電流、效率要求不高,通常不高于1A,但對(duì)體積、成本則有較高要求。開(kāi)關(guān)電容模式可以做到高達(dá)97%以上的轉(zhuǎn)化率,但由于架構(gòu)的原因,其輸出電壓與輸入電壓通常成一個(gè)固定的比例關(guān)系,實(shí)際應(yīng)用中通常會(huì)與開(kāi)關(guān)型充電管理芯片配合使用。作為新能源時(shí)代的中心術(shù)載體,電池管理系統(tǒng)(BMS)通過(guò)持續(xù)迭代與功能整合,已從單一保護(hù)模塊發(fā)展為集感知、預(yù)測(cè)于一體的智能管理平臺(tái)。本文以技術(shù)融合視角,系統(tǒng)闡述BMS的技術(shù)架構(gòu)、功能演進(jìn)及跨領(lǐng)域應(yīng)用,展現(xiàn)其從"被動(dòng)防護(hù)"到"主動(dòng)智控"的成長(zhǎng)路徑。 機(jī)電BMS管理