從功能層面來(lái)看,BMS 的首要任務(wù)是電池狀態(tài)監(jiān)測(cè),對(duì)電池組的電壓、電流、溫度、荷電狀態(tài)(SOC)、健康狀態(tài)(SOH)等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)、精細(xì)的監(jiān)控。憑借這些數(shù)據(jù),BMS 可全方面掌握電池組的工作狀況,為后續(xù)操作提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在保護(hù)功能上,過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流、短路、過(guò)溫等保護(hù)機(jī)制一應(yīng)俱全。一旦電池參數(shù)偏離安全范圍,BMS 能迅速響應(yīng),切斷電路,有效規(guī)避電池起火、危險(xiǎn)等嚴(yán)重安全事故。同時(shí),BMS 具備電池均衡功能,鑒于電池組中單體電池在容量、內(nèi)阻等方面存在固有差異,易在充放電時(shí)出現(xiàn)不均衡,BMS 通過(guò)主動(dòng)或被動(dòng)均衡方式,促使各單體電池的電壓、荷電狀態(tài)保持一致,優(yōu)異提升電池組整體性能與使用壽命。此外,BMS 還承擔(dān)著能量管理職責(zé),依據(jù)電池狀態(tài)與設(shè)備需求,合理調(diào)控電池充放電過(guò)程,在電動(dòng)汽車(chē)中,能根據(jù)車(chē)輛行駛狀態(tài)與電池電量,精細(xì)控制電池向電機(jī)的電量輸出,并在制動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)能量回收。并且,BMS 通過(guò)通信接口與外部設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互,將電池狀態(tài)信息上傳至上位機(jī),接收上位機(jī)指令,達(dá)成遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理。BMS系統(tǒng)保護(hù)板能夠確保電池組內(nèi)各節(jié)電池的壓差不大,從而提高整個(gè)電池組的充放電性能。儲(chǔ)能BMS電池管理
鋰電池保護(hù)板的設(shè)計(jì)需適配不同應(yīng)用場(chǎng)景的差異化需求:1.電動(dòng)汽車(chē):高耐壓設(shè)計(jì)(800V平臺(tái))、ASIL-D功能安全認(rèn)證,支持快充(350kW)工況下的瞬時(shí)功率管理。典型案例:比亞迪刀片電池采用多層PCB保護(hù)板,集成液冷散熱接口,溫差控制±2℃。2.儲(chǔ)能系統(tǒng):支持簇級(jí)均衡與梯次利用,循環(huán)壽命>6000次,兼容磷酸鐵鋰(3.2V)與三元鋰(3.7V)電芯。特斯拉Megapack儲(chǔ)能柜采用模塊化保護(hù)板,每模塊單一管理,降低單點(diǎn)故障風(fēng)險(xiǎn)。3.消費(fèi)電子:微型化設(shè)計(jì)(PCB面積<15mm×20mm),靜態(tài)功耗<5μA,支持USB-PD/QC快充協(xié)議。大疆無(wú)人機(jī)電池內(nèi)置多層保護(hù)板,集成自加熱功能以應(yīng)對(duì)低溫飛行。電動(dòng)摩托車(chē)BMS工廠智慧動(dòng)鋰家庭儲(chǔ)能BMS系統(tǒng)支持三元/鐵鋰電芯48V家儲(chǔ)平臺(tái)。
入局BMS制造的廠商分為幾類(lèi):一類(lèi)是動(dòng)力電池BMS中具主導(dǎo)能力的終端用戶-車(chē)廠,事實(shí)上國(guó)外BMS制造實(shí)力較強(qiáng)的也就是車(chē)廠,如通用、特斯拉等;國(guó)內(nèi)有比亞迪、華霆?jiǎng)恿Φ取5诙?lèi)是電池廠,包含電芯廠商與做pack的廠商,如三星、寧德時(shí)代、欣旺達(dá)、德賽電池、拓邦股份、等;第三類(lèi)專(zhuān)業(yè)的BMS制造商,此類(lèi)廠商有多年的電力電子技術(shù)積累,有高校背景或相關(guān)企業(yè)背景的研發(fā)團(tuán)隊(duì),如億能電子、杭州高特電子、協(xié)能科技等企業(yè)。目前看來(lái)儲(chǔ)能電池的終端用戶沒(méi)有加入BMS研發(fā)與制造的需求與具體行動(dòng),可以認(rèn)為儲(chǔ)能電池BMS行業(yè)缺乏一個(gè)占據(jù)了重要優(yōu)勢(shì)的參與者,給電池廠以及專(zhuān)注做儲(chǔ)能BMS的廠商留下了巨大的發(fā)展空間。儲(chǔ)能市場(chǎng)一旦確立,將給予電池廠與專(zhuān)業(yè)BMS生產(chǎn)廠商以非常大的發(fā)揮空間。在未來(lái)專(zhuān)業(yè)電動(dòng)汽車(chē)的BMS生產(chǎn)廠商也極有可能成為大規(guī)模儲(chǔ)能項(xiàng)目使用的BMS供應(yīng)商的重要組成部分。
入局BMS制造的廠商分為幾類(lèi):一類(lèi)是動(dòng)力電池BMS中具主導(dǎo)能力的終端用戶-車(chē)廠,事實(shí)上國(guó)外BMS制造實(shí)力較強(qiáng)的也就是車(chē)廠,如通用、特斯拉等;國(guó)內(nèi)有比亞迪、華霆?jiǎng)恿Φ取5诙?lèi)是電池廠,包含電芯廠商與做pack的廠商,如三星、寧德時(shí)代、欣旺達(dá)、德賽電池、拓邦股份等;第三類(lèi)專(zhuān)業(yè)的BMS制造商,此類(lèi)廠商有多年的電力電子技術(shù)積累,有高校背景或相關(guān)企業(yè)背景的研發(fā)團(tuán)隊(duì),如億能電子、杭州高特電子、協(xié)能科技、等企業(yè)。目前看來(lái)儲(chǔ)能電池的終端用戶沒(méi)有加入BMS研發(fā)與制造的需求與具體行動(dòng),可以認(rèn)為儲(chǔ)能電池BMS行業(yè)缺乏一個(gè)占據(jù)了重要優(yōu)勢(shì)的參與者,給電池廠以及專(zhuān)注做儲(chǔ)能BMS的廠商留下了巨大的發(fā)展空間。儲(chǔ)能市場(chǎng)一旦確立,將給予電池廠與專(zhuān)業(yè)BMS生產(chǎn)廠商以非常大的發(fā)揮空間。在未來(lái)專(zhuān)業(yè)電動(dòng)汽車(chē)的BMS生產(chǎn)廠商也極有可能成為大規(guī)模儲(chǔ)能項(xiàng)目使用的BMS供應(yīng)商的重要組成部分。是指通過(guò)控制策略使電池組中各個(gè)單體電池的電壓或容量保持一致,以提高電池組的整體性能和壽命。
BMS分為純硬件BMS保護(hù)板和軟件結(jié)合硬件的BMS保護(hù)板。純硬件的BMS保護(hù)板是一組比較固定的保護(hù)參數(shù),根據(jù)自身采集到的電壓、電流、溫度等狀態(tài)保護(hù)與恢復(fù),不需要MCU參與,這樣的保護(hù)板也就不具備通訊信息交互的功能。而軟件+硬件的方式,MCU可以對(duì)信息的實(shí)時(shí)采集與外部交互,上傳BMS保護(hù)板實(shí)時(shí)信息。一般為了更好地分析電池過(guò)去的狀態(tài),尤其是在故障分析和算法建模的時(shí)候,需要大量的數(shù)據(jù)支撐,這時(shí)候就需要log存儲(chǔ)功能,盡可能多的記錄BMS的數(shù)據(jù)。BMS的安全保護(hù)功能包括過(guò)充保護(hù)、過(guò)放保護(hù)、短路保護(hù)、溫度保護(hù)等,確保電池組的安全運(yùn)行。光伏BMS系統(tǒng)
一般來(lái)說(shuō),鋰電池保護(hù)板會(huì)根據(jù)不同電池而設(shè)定不同的充放電電壓,防止出現(xiàn)電壓過(guò)高或過(guò)低的情況。儲(chǔ)能BMS電池管理
BMS作為電池系統(tǒng)的中心控制器,通過(guò)實(shí)時(shí)采集電壓、電流、溫度等關(guān)鍵參數(shù),結(jié)合算法模型對(duì)電池狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)估,實(shí)現(xiàn)過(guò)充/過(guò)放防護(hù)、熱失控預(yù)警、壽命優(yōu)化等目標(biāo)。過(guò)充/過(guò)放防護(hù):鋰電芯在電壓超過(guò)4.25V(過(guò)充)或低于2.5V(過(guò)放)時(shí),可能引發(fā)電解液分解、SEI膜破裂甚至起火危險(xiǎn)。BMS通過(guò)精細(xì)的電壓采樣電路(精度可達(dá)±1mV)及快速切斷MOSFET開(kāi)關(guān),規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。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(guò)動(dòng)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(guò)熱引發(fā)連鎖反應(yīng)。儲(chǔ)能BMS電池管理