SOC的重要性是防止电池损坏:通过将SOC保持在20%至80%之间,电动汽车BMS可防止电池过度磨损,延长SOH、容量和运行寿命。BMS还依靠准确的SOC读数来降低电池单元因完全充电和深度放电而受损的风险。性能优化:电动汽车电池在特定的SOC范围内运行时可实现较好性能。尽管根据电池化学成分和设计的不同,这些范围也会有所不同,但大多数电动汽车电池都能在20%至80%SOC范围内实现高效的电力传输和强劲的加速性能。估算行驶里程:SOC直接影响电动汽车的行驶里程,这对有效和安全的行程规划至关重要。优化能效:精确的SOC测量可较大限度地减少能源浪费,同时较大限度地利用再生制动延长行驶里程。确保充电安全:BMS利用SOC读数来调节电动汽车电池的充电速率,采用涓流充电和受控快速充电等技术来保护电池寿命。它还能在动态充电曲线的引导下,确保单个电池的均衡充电,从而优化调整电流和电压,保持电池健康并防止过度充电。 电池包一般是由电池模组、热管理系统、电池管理系统(BMS)、电气系统及结构件组成。高科技BMS电池管理系统软件设计
电池计量芯片(电量计IC)主要用来采集电芯电压、温度、电流等信息,通过库仑积分和电池建模等方式计算电池电量、健康度等信息,并通过I2C/SMBUS/HDQ等通信端口与外部主机通信。电量计IC与电池保护IC既可分立,也可集成。一级保护IC可以控制充、放电MOSFET,保护动作是可恢复的,即当发生过充、过放、过流、短路等安全事件时就会断开相应的充放电开关,安全事件解除后就会重新恢复闭合开关,电池可以继续使用。硬件、算法和固件是电量计芯片的三大关键要素,硬件用来实现高精度采样和低功耗运行;算法用来对电池进行建模;固件用来实现算法编程,计算输出容量信息。在选择电量计芯片时,通常需要考虑到电芯化学类型、电芯串联数目、通信接口、电量计放在电池包内(Pack-side)还是放在系统板上(System-side)、电量计算法、是否集成电池保护均衡等功能、支持充放电电流大小,以及存储介质和封装形式等。锂电池BMS方案开发通过温度传感器实时监测电池的温度,当温度过高或过低时,BMS系统保护板会采取相应的措施。
BMS系统保护板的功能:电池充放电状态监测:BMS系统保护板能够实时监测电池的电压、电流、温度等关键参数,确保电池在安全的工作范围内运行。过充与过放保护:当电池充电时,如果电压超过设定的安全范围,BMS系统保护板会立即断开充电电路,防止电池过充;同样地,当电池放电时,如果电压低于设定的安全范围,BMS系统保护板会及时断开放电电路,防止电池过放。温度保护:通过温度传感器实时监测电池的温度,当温度过高或过低时,BMS系统保护板会采取相应的措施,如降低充电电流或停止充电,以保护电池不受损害。短路保护:BMS系统保护板还具有短路保护功能,当检测到电池组内部或外部发生短路时,会立即切断电源,防止短路造成的损害。平衡管理:对于多节电池的电动车,BMS系统保护板还能实现电池的平衡管理,确保每节电池在充放电过程中的压差不大,从而提高整个电池组的使用寿命和性能。
主动均衡技术的痛点:设备采购成本较高当前新能源板块发展突飞猛进,每个从业单位参与的项目单量和项目数量越来越多,很多项目前期的方案搭建以及交付投运,较大权重地考虑成本,在刚好满足下级用户当前技术需求的前提下,以尽可能便宜的原则选择均衡产品。导致很多项目选型环节,下级用户认可主动均衡的产品和技术,也了解全生命周期主动均衡经济性的更加合理性,但考虑当前量级的项目因为选择采购主动均衡BMS要多花¥,往往很可能还是选择当前就满足下级用户的被动均衡产品。主动均衡相对增加了风险点基于不同厂家主动均衡技术的差异性,主动均衡在BMS内部增加了分离式或集成式的均衡电路,其中包括均衡充放电模块装置、均衡电源驱动装置、均衡控制状态等,这些从硬件增加的角度增加了可能失效的风险点。部分BMS企业过于追求3A、5A甚至更高的大电流均衡,于均衡技术本身没有什么技术难点,但对系统既有的协配件的选型匹配存在挑战与风险。行业PACK包内采集线束的线径可能只有、CCS方案铜膜的载流能力、PACK内的发热及散热、相对热的环境下电池的寿命等都可能是关联影响因素。 BMS电池保护板也可以按照电芯材料来区分。
测量电池容量的理想方法是库仑计数法,即通过测量一段时间内流入和流出的电流,进而得到流入或者流出电量。SOC=总容量-(放电电流-充电电流)*时间根据电池测量系统的不同,有多种测量放电或充电电流的方法。电流分流器:分流器是一个低欧姆电阻器,用于测量电流。整个电流流经分流器并产生电压降,然后进行测量。这种方法会在电阻器上产生轻微的功率损耗。霍尔效应传感器:这种传感器通过磁场变化测量电流。它消除了电流分流器典型的功率损耗问题,但成本较高,且无法承受大电流。巨磁电阻(GMR)传感器:这种传感器用作磁场检测器,比霍尔效应传感器更灵敏(也更昂贵)。它们的精确度很高。库仑测量涉及的计算相当复杂,主要由微控制器完成。库仑计数法是一种安培小时积分法,可有效量化一段时间内的电量,提供动态、连续的状态更新。开路电压(OCV)通过计算电压与电量之间的直接关系,快速评估剩余电量。不过,库仑计数法会因传感器漂移或电池性能变化而随时间累积误差,而开路电压则也可能受到温度波动和电池老化的影响。 BMS系统保护板能实现电池的平衡管理,确保多节电池电动车的每节电池在充放电过程中的压差不大。便携式户外电源BMS电池管理系统云平台
BMS电池智能管理解决方案,通过整合智能终端、电池保护板和电池管理平台,构建了新一代智能电池管理系统。高科技BMS电池管理系统软件设计
目前BMS架构主要分为集中式架构和分布式架构。集中式BMS将所有电芯统一用一个BMS硬件采集,适用于电芯少的场景。集中式BMS具有成本低、结构紧凑、可靠性高的优点,一般常见于容量低、总压低、电池系统体积小的场景中,如电动工具、机器人(搬运机器人、助力机器人)、IOT智能家居(扫地机器人、电动吸尘器)、电动叉车、电动低速车(电动自行车、电动摩托、电动观光车、电动巡逻车、电动高尔夫球车等)、轻混合动力汽车。目前行业内分布式BMS的各种术语五花八门,不同的公司,不同的叫法。动力电池BMS大多是主从两层架构。储能BMS则因为电池组规模较大,多数都是三层架构,在从控、主控之上,还有一层总控。 高科技BMS电池管理系统软件设计