鋰電池過充過放的本質(zhì):充電時,鋰離子從正極板脫嵌,通過電解液嵌入到負極板上;放電時,鋰離子從負極板上脫嵌,并經(jīng)由電解液嵌入到正極板上;鋰離子電池的充放電過程是鋰離子在極板上的嵌入和脫嵌過程。充電時,隨著鋰離子的脫嵌,正極材料體積會發(fā)生一定量的收縮;放電時,隨著鋰離子的嵌入,正極材料體積會發(fā)生一定量的膨脹。過充時,正極晶格會產(chǎn)生崩塌,鋰離子在負極會形成鋰枝晶從而刺破隔膜,造成電池的損壞。過放時,正極材料活性變差,阻止鋰離子的嵌入,電池容量急劇下降。如果發(fā)生正極材料體積過度膨脹,也會破壞電池的物理結(jié)構(gòu),從而導(dǎo)致電池的損壞。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。從指尖的智能設(shè)備到城市的能源網(wǎng)絡(luò),鋰電池保護板用 “內(nèi)部的守護”,讓科技真正服務(wù)于生活。電動兩輪車鋰電池保護板IC
在不同應(yīng)用場景下,BMS將更具針對性。于新能源汽車領(lǐng)域,伴隨自動駕駛技術(shù)普及,BMS需與車輛自動駕駛系統(tǒng)緊密協(xié)同,依據(jù)實時路況、駕駛模式動態(tài)分配電池能量,優(yōu)化續(xù)航表現(xiàn);在儲能系統(tǒng)方面,面對大規(guī)模儲能電站參與電網(wǎng)調(diào)峰需求,BMS要具備更強大的集群管理能力,精細協(xié)調(diào)海量電池組的充放電,保障電網(wǎng)穩(wěn)定運行。此外,隨著物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展,BMS將實現(xiàn)萬物互聯(lián),用戶可遠程監(jiān)控電池狀態(tài),企業(yè)也能通過云平臺對分布各地的電池進行集中管理與維護,極大提高管理效率。并且,為契合綠色環(huán)保理念,BMS會著重優(yōu)化電池能量回收利用,在電動汽車制動、儲能系統(tǒng)能量回饋時,高效回收能量并儲存,提升能源利用率,助力可持續(xù)發(fā)展。硬件鋰電池保護板工廠支持多電池組并聯(lián),長壽命設(shè)計(循環(huán)超 5000 次),兼容儲能通信協(xié)議。
展望未來,BMS將在多維度實現(xiàn)突破與革新,以契合不斷增長的市場需求與技術(shù)發(fā)展趨勢。在智能化進程中,借助AI與機器學(xué)習(xí)算法,BMS能夠深度挖掘電池運行數(shù)據(jù),精細預(yù)測電池狀態(tài)與剩余使用壽命,提前洞察潛在故障,實現(xiàn)主動維護,極大提升電池使用安全性與穩(wěn)定性。比如,通過持續(xù)學(xué)習(xí)電池充放電歷史數(shù)據(jù),智能調(diào)整充電策略,既加快充電速度,又避免過度充電對電池造成損害,延長電池循環(huán)壽命。集成化也是關(guān)鍵走向,半導(dǎo)體工藝的精進促使BMS中心芯片集成度持續(xù)攀升,將更多功能模塊濃縮于方寸之間,不僅縮減BMS體積、減輕重量,還能降低系統(tǒng)復(fù)雜度,增強整體可靠性,減少線路連接引發(fā)的故障危險,在空間緊湊的應(yīng)用場景中優(yōu)勢尤為優(yōu)異,如電動汽車、可穿戴設(shè)備等。
首先要明確電池的“基礎(chǔ)參數(shù)”,這是選擇保護板的“基準線”。就像買運動服要先看尺碼,選保護板必須核對鋰電池的串并聯(lián)方式(如3串、4并)、標稱電壓和容量。例如單體電芯組成的3串電池組,標稱電壓為,保護板的耐壓值必須與之匹配,否則會像穿太小的鞋跑步一樣,隨時可能“崩開”;而容量較大的動力電池(如電動車電池),則需要保護板支持更大的持續(xù)放電電流,好比運動員需要更耐磨的運動鞋,普通小電流保護板根本扛不住高負荷運轉(zhuǎn)。還要關(guān)注保護板的“響應(yīng)速度”和“兼容性”。質(zhì)量保護板的過流、短路保護響應(yīng)時間需在毫秒級,就像運動員的應(yīng)急反應(yīng)速度決定了能否避免受傷;而兼容性則體現(xiàn)在是否支持不同品牌的充電器、負載設(shè)備,比如用于改裝設(shè)備的鋰電池,比較好選擇帶可調(diào)節(jié)參數(shù)的保護板,如同可調(diào)節(jié)松緊的運動護具,能適應(yīng)更多使用場景。 鋰電池組由多節(jié)電芯串聯(lián)組成,各電芯特性存在差異,充電時部分電芯部分未充滿,長期如此影響電池組性能。
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(fēng)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。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(yù)防隱性故障。鋰電池保護板的作用是保護電池不過放、不過充、不過流,和輸出短路保護。怎樣鋰電池保護板管理系統(tǒng)云平臺設(shè)計
鋰電池保護板涉及4種芯片,即電池充電、電池電量計、電池監(jiān)視芯片、電池保護芯片。電動兩輪車鋰電池保護板IC
主動均衡是通過電量轉(zhuǎn)移的方式來實現(xiàn),這種方式效率更高、損失更小。不同廠家可能采用不同的方法,均衡電流也可能有所不同,范圍通常在1~10A之間。被動均衡更適合于小容量、低串數(shù)的鋰電池組應(yīng)用,而主動均衡則更適用于高串數(shù)、大容量的動力型鋰電池組應(yīng)用。對于電池管理系統(tǒng)(BMS)而言,除了均衡功能外,均衡策略的制定同樣至關(guān)重要。主動均衡機制采用電量轉(zhuǎn)移的方式,將組內(nèi)電池的總電量轉(zhuǎn)移給容量較小的電池。電感式主動均衡以物理轉(zhuǎn)換為基礎(chǔ),集成了電源開關(guān)和微型電感,實現(xiàn)雙向均衡。它可以通過相鄰電池間的電荷轉(zhuǎn)移來均衡電池,無論是放電、充電還是靜置狀態(tài),都可以進行均衡,且均衡效率高達92%。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。 電動兩輪車鋰電池保護板IC