鋰電池保護板的設計需適配不同應用場景的差異化需求:1.電動汽車:高耐壓設計(800V平臺)、ASIL-D功能安全認證,支持快充(350kW)工況下的瞬時功率管理。典型案例:比亞迪刀片電池采用多層PCB保護板,集成液冷散熱接口,溫差控制±2℃。2.儲能系統:支持簇級均衡與梯次利用,循環壽命>6000次,兼容磷酸鐵鋰(3.2V)與三元鋰(3.7V)電芯。特斯拉Megapack儲能柜采用模塊化保護板,每模塊單一管理,降低單點故障風險。3.消費電子:微型化設計(PCB面積<15mm×20mm),靜態功耗<5μA,支持USB-PD/QC快充協議。大疆無人機電池內置多層保護板,集成自加熱功能以應對低溫飛行。BMS是儲能電池系統的中心子系統之一。電摩BMS保護IC
鋰電池過充過放的本質: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,正極材料體積會發生一定量的膨脹。過充時,正極晶格會產生崩塌,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。如果發生正極材料體積過度膨脹,會破壞電池的物理結構,從而導致電池的損壞。軟件BMS芯片BMS終止充電意味著電池管理系統在監測到充電系統存在異常情況時,為了保護電池安全而主動切斷充電過程。
在組成結構上,BMS 分為硬件與軟件兩大部分。硬件包含主控單元,通常由微控制器(MCU)或數字信號處理器(DSP)擔當,負責數據處理與指令發出;電壓、電流、溫度采集電路,分別用于采集對應參數;保護電路在異常時切斷電路;均衡電路實現電池電量平衡;通信接口電路支持多種通信協議,保障數據傳輸。軟件涵蓋底層驅動軟件,負責硬件交互;電池管理算法,如 SOC 估算、SOH 評估、均衡及充放電控制算法等,是 BMS 重心;通信協議棧保障通信順暢;用戶界面軟件則為用戶提供直觀操作界面。
電壓監測:精確測量電池組中每個單體電池的電壓,以及電池組的總電壓。通過對單體電池電壓的監測,可以及時發現電池組中電壓異常的電池,如過充、過放或電壓不均衡等情況。電流監測:實時監測電池組的充放電電流,以便準確計算電池的充放電電量,進而評估電池的剩余容量(SOC)。同時,通過監測電流還可以判斷電池組的工作狀態,如是否存在過流、短路等故障。溫度監測:在電池組中布置多個溫度傳感器,實時監測電池組的溫度分布情況。由于電池的性能和安全性與溫度密切相關,過高或過低的溫度都會影響電池的壽命和充放電效率,甚至可能引發安全事故,因此溫度監測對于保證電池組的安全穩定運行至關重要。BMS中的電池均衡管理是什么?
BMS作為電池系統的中心控制器,通過實時采集電壓、電流、溫度等關鍵參數,結合算法模型對電池狀態進行動態評估,實現過充/過放防護、熱失控預警、壽命優化等目標。過充/過放防護:鋰電芯在電壓超過4.25V(過充)或低于2.5V(過放)時,可能引發電解液分解、SEI膜破裂甚至起火危險。BMS通過精細的電壓采樣電路(精度可達±1mV)及快速切斷MOSFET開關,規避風險。壽命優化:研究表明,電池在20%-80%SOC區間循環可提升2-3倍壽命。BMS通過動態調整充放電策略(如恒流-恒壓切換、脈沖充電),減緩容量衰減。熱管理:BMS結合溫度傳感器(如NTC)與散熱系統(液冷/風冷),將電芯溫差控制在±2℃以內,避免局部過熱引發連鎖反應。在儲能系統中,BMS負責監控電池的狀態,確保電池的安全運行,并與儲能監控系統通信,實現對電池的管理。特種車輛BMS作用
當電池的電壓低于設定的欠壓指示電壓時,保護板會自動斷電,從而避免發熱、膨脹等不安全現象發生。電摩BMS保護IC
電池管理系統(BMS,Battery Management System)3. 競爭格局與挑戰(1)市場競爭加劇頭部企業主導:特斯拉、寧德時代(CATL)、比亞迪等車企與電池廠商自研BMS,形成技術壁壘。第三方供應商崛起:如ADI、NXP、均勝電子等芯片與方案商提供標準化BMS解決方案。(2)技術挑戰算法瓶頸:SOC估算精度(目前普遍誤差3%-5%),低溫/老化條件下的可靠性。標準化缺失:不同電池類型(如磷酸鐵鋰vs三元鋰)、廠商協議差異導致兼容性問題。成本壓力:BMS占電池包成本10%-20%,需通過技術迭代降本。電摩BMS保護IC