BMS是鋰離子電池組的控制中心,電芯(組)進行統(tǒng)一的監(jiān)控、指揮及協(xié)調(diào)。從構(gòu)成上看,電池管理系統(tǒng)包括電池管理芯片(BMIC)、模擬前端(AFE)、嵌入式微處理器,以及嵌入式軟件等部分。BMS根據(jù)實時采集的電芯狀態(tài)數(shù)據(jù),通過特定算法來實現(xiàn)電池組的電壓保護、溫度保護、短路保護、過流保護、絕緣保護等功能,并實現(xiàn)電芯間的電壓平衡管理和對外數(shù)據(jù)通訊。電池管理芯片是電源管理芯片的重要細分領(lǐng)域,包括充電管理芯片、電池計量芯片和電池安全芯片。充電管理芯片可將外部電源轉(zhuǎn)換為適合電芯的充電電壓和電流,并在充電過程中實時監(jiān)測電芯的充電狀態(tài),調(diào)整控制充電電壓、電流,確保對電芯進行安全、高效的充電。根據(jù)鋰電池的特性,充電管理芯片自動進行預充、恒流充電、恒壓充電,有效控制充電各個階段的充電狀態(tài)。鋰電池保護板也可以按照串數(shù)和持續(xù)放電電流大小來分。海南戶外電源鋰電池保護板
在多串電池組(如電動車用12串鋰電池)中,電芯一致性差異會影響整體性能,因此保護板需配備均衡功能。被動均衡通過并聯(lián)電阻對電芯放電,成本低但能量效率只約60%;主動均衡則利用電感或電容將能量從電芯轉(zhuǎn)移至低壓電芯,效率可達85%以上,但電路復雜度大幅增加。保護板還集成溫度傳感器(NTC/PTC),當環(huán)境溫度超過-20°C至60°C的安全范圍時觸發(fā)保護,尤其適用于高倍率充放電場景(如無人機電池)。此外,智能保護板支持UART、I2C等通信協(xié)議,可與外部設(shè)備交互數(shù)據(jù),實現(xiàn)電量顯示、故障診斷甚至遠程監(jiān)控,例如在儲能系統(tǒng)中實時上傳電池作用狀態(tài)(SOH)。選型時需重點匹配電池類型(三元鋰/磷酸鐵鋰)、串數(shù)及比較大持續(xù)電流。例如電動工具電池需支持20A以上持續(xù)放電,而儲能系統(tǒng)則對均衡精度要求更高(±10mV)。實際應(yīng)用中常見問題包括保護鎖死后需通過充電喚醒、MOSFET擊穿導致功能失效等,需用萬用表檢測開關(guān)管通斷狀態(tài)。隨著技術(shù)發(fā)展,新型保護板開始集成AI算法預測電池壽命,并采用碳化硅(SiC)MOSFET提升高溫耐受性,未來將在新能源汽車和智能電網(wǎng)中發(fā)揮更關(guān)鍵作用。電動自行車鋰電池保護板批發(fā)價格BMS 未來發(fā)展趨勢如何?
BMS硬件保護板的主要功能包括幾個方面:一,能夠?qū)崟r監(jiān)測電池的關(guān)鍵參數(shù),包括電壓、電流和溫度;第二,提供過壓和欠壓保護,及時防止電池在充電或放電過程中超出安全電壓范圍;第三,支持過流保護以防止電池在充電或放電過程中產(chǎn)生超過額定值的電流;第四,持續(xù)監(jiān)測電池溫度,及時阻止過熱現(xiàn)象的發(fā)生;第五,在充電階段通過平衡電池單體電壓,以提高整體電池的使用壽命。BMS軟件保護板的主要功能則包括以下方面:一,通過嵌入式算法實現(xiàn)電池狀態(tài)的估計和操控,以確保良好性能;第二,支持與其他系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換,例如與電動車系統(tǒng)之間的信息傳遞;第三,允許用戶通過網(wǎng)絡(luò)遠程監(jiān)測電池的實時狀態(tài),提高監(jiān)管的便捷性;第四,積極收集、存儲電池運行數(shù)據(jù),并提供分析工具,以便用戶更好地了解電池性能并作出相應(yīng)決策。智慧動鋰電子是一家集鋰電池安全管理硬件、軟件及BMS系統(tǒng)方案于一體的綜合服務(wù)商。
鋰電池是否可以省略保護板的使用?這一問題引發(fā)了不少討論。保護板的設(shè)計初衷是為了電池的安全,防止過充、過放以及短路等潛在危險。然而,磷酸鐵鋰電池的出現(xiàn)使得一些人提出了不同的看法,認為這種電池類型具有足夠的穩(wěn)定性,因此可能無需額外的保護板。但我們需要明確的是,鋰電池保護板的功能并不僅限于防止過充和過放。鋰電池保護板實際上是一個充放電的保護系統(tǒng),特別是對于串聯(lián)的電池組而言。它能夠確保電池組中每個單體電池之間的電壓差保持在一個設(shè)定的安全范圍內(nèi),從而實現(xiàn)更為均勻的充電。此外,保護板還具備監(jiān)測功能,能夠檢測到電池組中的任何單體電池是否出現(xiàn)過壓、欠壓、過流、短路或過溫等異常情況,進而及時采取措施以保護電池并延長其使用壽命。 通常保護板壽命長于電池,但長期在高溫、潮濕環(huán)境下使用可能加速元件老化,需定期檢查。
工業(yè)設(shè)備應(yīng)用(如AGV機器人、醫(yī)療設(shè)備)則對鋰電池保護板的可靠性與環(huán)境適應(yīng)性提出更高要求。工業(yè)級BMS選用耐壓100V以上的MOSFET和鉭電容,在-40℃~85℃寬溫域內(nèi)穩(wěn)定工作,PCBA板噴涂三防漆以抵御粉塵、濕氣侵蝕。醫(yī)療設(shè)備電池需符合IEC 60601標準,保護板漏電流嚴格控制在10μA以下,并通過隔離電路杜絕患者觸電風險。礦用設(shè)備更結(jié)合防爆外殼與保護板聯(lián)動機制,在檢測到短路時優(yōu)先切斷外部負載而非電池內(nèi)部回路,避免電火花引發(fā)瓦斯危險。在這類場景中,BMS上電自檢功能成為標配,可自動診斷MOS管通斷狀態(tài),預防隱性故障積累。BMS如果失效會產(chǎn)生什么后果?太陽能板鋰電池保護板管理系統(tǒng)
保護板需要日常維護嗎?海南戶外電源鋰電池保護板
目前BMS架構(gòu)主要分為集中式架構(gòu)和分布式架構(gòu)。集中式BMS將所有電芯統(tǒng)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(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高的優(yōu)勢,一般常見于容量低、總壓低、電池系統(tǒng)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)、輕混合動力汽車等。目前行業(yè)內(nèi)分布式BMS的各種術(shù)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(gòu)。儲能BMS則因為電池組規(guī)模較大,多數(shù)都是三層架構(gòu),除了從控、主控之外,還有一層總控。智慧動鋰電子是一家集鋰電池安全管理硬件、軟件及BMS系統(tǒng)方案于一體的綜合服務(wù)商。 海南戶外電源鋰電池保護板