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,以保證其安全性、可靠性和性價比。BMS保護板的被動均衡就是將單體電池中容量較多的個體消耗掉,實現整體的均衡。特種車輛BMS電池管理系統設計
BMS保護板的被動均衡技術。顧名思義,被動均衡就是將單體電池中容量稍多的個體消耗掉,從而實現整體的均衡。被動均衡又稱為能量耗散式均衡,工作原理是在每節電芯上并聯一個電阻,當某個電芯提前充滿,而又需要繼續給其他電芯充電時,通過電阻對電壓高的電芯以熱量形式釋放電量,為其他電芯爭取更多充電時間。由于被動均衡結構更為簡單,所以使用比較廣。但是被動均衡也有明顯的缺點,由于結構簡單制作成本低,采用電阻耗能產生熱量,從而會使整個系統的效率降低。并且均衡時間短,效果不佳,一般均衡時間都在充電周期末期。此外,只能對高電壓電池進行放電,無法對劣質電池進行改進。在適用場景上,被動均衡更適合于小容量、低串數的鋰電池組應用,可以釋放每顆電芯的儲能能力,實現電量的有效利用。什么是BMS管理系統BMS多重安全防護系統可以有效防止過充、過放、過流、過壓等問題,確保用戶和設備安全。
BMS保護板也可以按照串數和持續放電電流大小來分。串數比較好理解,常見的7串(三元24v),13串(三元48v),17串(三元60v),20串(三元72v)。保護板需要采集每一串電芯的電壓,因此串數不同,保護板也會不同。而電流大小,就是決定了MOS開關的大小(MOS數量),MOS數量越多,BMS保護板的價格就越高,對價格的影響很關鍵。鐵鋰常見的就是15/16串48v,20串60v,24串72v。鋰電池體積小、可拆卸提出,方便用戶充電,降低電池被盜風險。
BMS是鋰離子電池組的控制中心,電芯(組)進行統一的監控、指揮及協調。從構成上看,電池管理系統包括電池管理芯片(BMIC)、模擬前端(AFE)、嵌入式微處理器,以及嵌入式軟件等部分。BMS根據實時采集的電芯狀態數據,通過特定算法來實現電池組的電壓保護、溫度保護、短路保護、過流保護、絕緣保護等功能,并實現電芯間的電壓平衡管理和對外數據通訊。電池管理芯片(BMIC)是電源管理芯片的重要細分領域,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換為適合電芯的充電電壓和電流,并在充電過程中實時監測電芯的充電狀態,調整控制充電電壓、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。BMS鋰電池保護板將朝著高集成度、多功能化和智能化的方向發展。
BMS分為純硬件BMS保護板和軟件結合硬件的BMS保護板純硬件的BMS保護板是一組比較固定的保護參數,根據自身采集到的電壓、電流、溫度等狀態保護與恢復,不需要MCU參與,這樣的保護板也就不具備通訊信息交互的功能而軟件+硬件的方式,MCU可以對信息的實時采集并且通過can、485等通訊方式與外部交互,上傳BMS保護板實時信息。一般為了更好地分析電池過去的狀態,尤其是在故障分析和算法建模的時候,需要大量的數據支撐,這時候就需要log存儲功能,盡可能多的記錄BMS的數據。兩輪電動車BMS鋰電池保護板行業內成為兩輪電動車電池保護板分為硬件板與軟件板。鉛酸改鋰電池BMS電池管理系統設計
BMS鋰電池保護板也可以按照串數和持續放電電流大小來分。特種車輛BMS電池管理系統設計
SOC的重要性是防止電池損壞:通過將SOC保持在20%至80%之間,電動汽車BMS可防止電池過度磨損,延長SOH、容量和運行壽命。BMS還依靠準確的SOC讀數來降低電池單元因完全充電和深度放電而受損的風險。性能優化:電動汽車電池在特定的SOC范圍內運行時可實現較好性能。盡管根據電池化學成分和設計的不同,這些范圍也會有所不同,但大多數電動汽車電池都能在20%至80%SOC范圍內實現高效的電力傳輸和強勁的加速性能。估算行駛里程:SOC直接影響電動汽車的行駛里程,這對有效和安全的行程規劃至關重要。優化能效:精確的SOC測量可較大限度地減少能源浪費,同時較大限度地利用再生制動延長行駛里程。確保充電安全:BMS利用SOC讀數來調節電動汽車電池的充電速率,采用涓流充電和受控快速充電等技術來保護電池壽命。它還能在動態充電曲線的引導下,確保單個電池的均衡充電,從而優化調整電流和電壓,保持電池健康并防止過度充電。特種車輛BMS電池管理系統設計