目前BMS架構主要分為集中式架構和分布式架構。集中式BMS將所有電芯統一用一個BMS硬件采集,適用于電芯少的場景。集中式BMS具有成本低、結構緊湊、可靠性高的優點,一般常見于容量低、總壓低、電池系統體積小的場景中,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。目前行業內分布式BMS的各種術語五花八門,不同的公司,不同的叫法。動力電池BMS大多是主從兩層架構。儲能BMS則因為電池組規模較大,多數都是三層架構,在從控、主控之上,還有一層總控。 BMS系統保護板在防止過充、過放、短路等問題方面發揮著重要作用,降低電池損壞起火幾率,保護人財物安全。鋰電池BMS軟件設計
主動均衡則是通過電量轉移的方式來實現均衡,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、低串數的鋰電池組應用,而主動均衡則更適用于高串數、大容量的動力型鋰電池組應用。對于電池管理系統(BMS)而言,除了均衡功能外,均衡策略的制定同樣至關重要。主動均衡機制采用電量轉移的方式,將組內電池的總電量轉移給容量較小的電池。電感式主動均衡以物理轉換為基礎,集成了電源開關和微型電感,實現雙向均衡。它可以通過相鄰電池間的電荷轉移來均衡電池,無論是放電、充電還是靜置狀態,都可以進行均衡,且均衡效率高達92%。 特種車輛BMS軟件設計鋰電池BMS保護板的過充保護:場效應管Q1、Q2可等效為兩只開關,當Q1或Q2的G極電壓大于1V時,開關管導通。
被動均衡主要依賴于電阻放電方式,將電壓較高的電池中的電量以熱能的形式釋放,從而為其他電池創造更多的充電時間。整個系統的電量受限于容量較小的電池。在充電過程中,鋰電池通常設有一個上限保護電壓值,一旦某一串電池達到此值,鋰電池保護板便會切斷充電回路,停止充電。被動均衡的優點在于成本低廉且電路設計相對簡單,但其缺點在于只基于較低電池殘余量進行均衡,無法提升殘量較少的電池容量,且均衡過程中釋放的熱量完全浪費。
工商業儲能系統以及儲能電站系統主要由電池系統、電池管理系統(BMS)、能量管理系統(EMS)、儲能變流器(PCS)以及其他電氣設備構成。儲能電池是儲能系統的關鍵組成部分,它儲存能量以備需要時使用,不同種類的電池具有不同的特點和適用性。電池由固定數量的鋰電池組成,這些鋰電池在框架內串聯和并聯,形成一個模塊。然后將模塊堆疊并組合形成電池架。電池架可以串聯或并聯,以達到電池儲能系統所需的電壓和電流。電池組的設計和配置需要綜合考慮能量、功率、循環壽命和成本等關鍵參數,以便保證其安全性、可靠性和性價比 BMS+EMS一體化集控單元的出現,揭示了儲能管理系統從單純的關注電池管理擴展到了整個能源系統的管理。
BMS系統保護板的功能:電池充放電狀態監測:BMS系統保護板能夠實時監測電池的電壓、電流、溫度等關鍵參數,確保電池在安全的工作范圍內運行。過充與過放保護:當電池充電時,如果電壓超過設定的安全范圍,BMS系統保護板會立即斷開充電電路,防止電池過充;同樣地,當電池放電時,如果電壓低于設定的安全范圍,BMS系統保護板會及時斷開放電電路,防止電池過放。溫度保護:通過溫度傳感器實時監測電池的溫度,當溫度過高或過低時,BMS系統保護板會采取相應的措施,如降低充電電流或停止充電,以保護電池不受損害。短路保護:BMS系統保護板還具有短路保護功能,當檢測到電池組內部或外部發生短路時,會立即切斷電源,防止短路造成的損害。平衡管理:對于多節電池的電動車,BMS系統保護板還能實現電池的平衡管理,確保每節電池在充放電過程中的壓差不大,從而提高整個電池組的使用壽命和性能。通過溫度傳感器實時監測電池的溫度,當溫度過高或過低時,BMS系統保護板會采取相應的措施。太陽能BMS電池管理系統云平臺
BMS系統具有模擬信號檢測上報,故障告警、上傳存儲,電池保護,參數設置;被動均衡,SOC標定、信息交互等。鋰電池BMS軟件設計
隨著兩輪電動車市場擴大,一系列管理問題也逐步凸顯:換電需求上升:新國標的實施與碳中和的方針增長了我國電動車共享換電的需求通信基站、鐵路等貴重電池的防盜需求也亞待解決。企業運營低效:電池廠商與換電運營商等企業缺少對電池的監控,無法掌握電池應用數據,難以減少故障電池召回、電池防盜、電池起火等運營問題。充電事故頻發:全國每年因充電引起的火災達300多起,火災造成的死亡率接近50%,引起ZF高度重視。ZF監管困難:ZF急需推動新國標等政策下的電池、車輛行業規范發展,以降低監管難度并減少充電事故。鋰電池BMS軟件設計