鋰電池保護(hù)板分為硬件板與軟件板所謂硬件板,就是保護(hù)板上沒(méi)有可以進(jìn)行編程的芯片,只是按照特定的線路進(jìn)行連接,保護(hù)板的參數(shù)是固定的。這一類保護(hù)板一般成本較低,功能簡(jiǎn)單,很難實(shí)現(xiàn)邏輯上的特殊控制要求。而軟件板則是在硬件板的基礎(chǔ)上,加了可以編程的芯片,因此這類保護(hù)板除了實(shí)現(xiàn)基本功能以外,還能實(shí)現(xiàn)很多特殊的功能。保護(hù)板為了現(xiàn)實(shí)保護(hù)電池的功能,必須要能夠主動(dòng)切斷電池主回路。因此,在電池包內(nèi)部,電池的主回路是要經(jīng)過(guò)保護(hù)板的。為了對(duì)充電和放電都能進(jìn)行控制,保護(hù)板必須具有兩個(gè)開(kāi)關(guān),分別控制充電和放電回路。在同口保護(hù)板中,這兩個(gè)開(kāi)關(guān)串在一條線上,接到電池包外部,充電和放電都經(jīng)過(guò)此線。而在分口保護(hù)板中,電池分出兩根線,分別接充電開(kāi)關(guān)和放電開(kāi)關(guān),再接到電池外部。BMS保護(hù)板的被動(dòng)均衡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。儲(chǔ)能BMS管理系統(tǒng)方案開(kāi)發(fā)
目前該技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各種電動(dòng)車、儲(chǔ)能、充換電柜、電動(dòng)工具、特種車輛、船舶等領(lǐng)域。2020年,我司榮獲廣東省專精特新企業(yè),榮獲國(guó)家工信部“專精特新‘小巨人’企業(yè)”稱號(hào)。所謂專精特新企業(yè),是指具有“專業(yè)化、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,比如中科院深圳先進(jìn)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)一步的突破關(guān)鍵技術(shù)。發(fā)展BMS管理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)BMS對(duì)工業(yè)設(shè)備的重要性?
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)汽車中,能根據(jù)車輛行駛狀態(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。
電池管理系統(tǒng)(BMS,Battery Management System)2. 技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)(1)高精度與智能化電芯級(jí)管理:從傳統(tǒng)的模組級(jí)管理轉(zhuǎn)向單體電芯級(jí)監(jiān)控(如無(wú)線BMS),提升SOC(電量)和SOH(健康度)估算精度。AI與邊緣計(jì)算:通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)電池壽命、識(shí)別異常工況,實(shí)現(xiàn)主動(dòng)安全防護(hù)。OTA升級(jí):支持遠(yuǎn)程固件更新,動(dòng)態(tài)優(yōu)化電池策略。(2)集成化與輕量化芯片集成:采用高集成度芯片(如TI的BQ系列),減少外圍電路,降低成本。功能融合:BMS與熱管理系統(tǒng)、充電樁通信深度集成,形成“云-邊-端”協(xié)同管理。(3)安全與可靠性提升多層級(jí)保護(hù):從硬件(過(guò)壓/過(guò)流/溫度保護(hù))到軟件(故障診斷、熱失控預(yù)警)的防護(hù)。固態(tài)電池適配:針對(duì)下一代固態(tài)電池的高電壓特性,開(kāi)發(fā)兼容性更強(qiáng)的BMS架構(gòu)。(4)無(wú)線BMS(wBMS)去線束化:通過(guò)無(wú)線通信(如藍(lán)牙、Zigbee)替代傳統(tǒng)線束,降低成本、提升靈活性。應(yīng)用場(chǎng)景:適用于換電模式、梯次利用電池管理等復(fù)雜場(chǎng)景。BMS向高精度監(jiān)測(cè)、AI智能預(yù)測(cè)、云端協(xié)同管理和多類型電池兼容(如固態(tài)電池)方向發(fā)展。
電池管理系統(tǒng)(BMS,Battery Management System)3. 競(jìng)爭(zhēng)格局與挑戰(zhàn)(1)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇頭部企業(yè)主導(dǎo):特斯拉、寧德時(shí)代(CATL)、比亞迪等車企與電池廠商自研BMS,形成技術(shù)壁壘。第三方供應(yīng)商崛起:如ADI、NXP、均勝電子等芯片與方案商提供標(biāo)準(zhǔn)化BMS解決方案。(2)技術(shù)挑戰(zhàn)算法瓶頸:SOC估算精度(目前普遍誤差3%-5%),低溫/老化條件下的可靠性。標(biāo)準(zhǔn)化缺失:不同電池類型(如磷酸鐵鋰vs三元鋰)、廠商協(xié)議差異導(dǎo)致兼容性問(wèn)題。成本壓力:BMS占電池包成本10%-20%,需通過(guò)技術(shù)迭代降本。匹配電池類型(鋰電/鉛酸等)、電壓/電流范圍、均衡方式、通信協(xié)議及防護(hù)等級(jí)。發(fā)展BMS包括什么
車用BMS要求高動(dòng)態(tài)響應(yīng)、抗干擾;儲(chǔ)能BMS更注重長(zhǎng)周期管理、多層級(jí)均衡及成本控制。儲(chǔ)能BMS管理系統(tǒng)方案開(kāi)發(fā)
鋰電池過(guò)充過(guò)放的本質(zhì):充電時(shí),鋰離子從正極板脫嵌,通過(guò)電解液嵌入到負(fù)極板上;放電時(shí),鋰離子從負(fù)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(guò)程是鋰離子在極板上的嵌入和脫嵌過(guò)程。充電時(shí),隨著鋰離子的脫嵌,正極材料體積會(huì)發(fā)生一定量的收縮;放電時(shí),隨著鋰離子的嵌入,正極材料體積會(huì)發(fā)生一定量的膨脹。過(guò)充時(shí),正極晶格會(huì)產(chǎn)生崩塌,鋰離子在負(fù)極會(huì)形成鋰枝晶從而刺破隔膜,造成電池的損壞。過(guò)放時(shí),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(guò)度膨脹,會(huì)破壞電池的物理結(jié)構(gòu),從而導(dǎo)致電池的損壞。儲(chǔ)能BMS管理系統(tǒng)方案開(kāi)發(fā)