鋰電池保護(hù)板的工作原理并不復(fù)雜,卻十分精密。它由微控制器、MOS管、電阻、電容等電子元件共同構(gòu)成,通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池的電壓和電流等關(guān)鍵參數(shù),確保電池始終處于安全的工作狀態(tài)。一旦發(fā)現(xiàn)電壓或電流超出設(shè)定的安全范圍,微控制器會(huì)迅速響應(yīng),指揮MOS管執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電池充放電的有效控制。隨著新能源電動(dòng)汽車、無人機(jī)、移動(dòng)電源等領(lǐng)域的飛速發(fā)展,鋰電池保護(hù)板的應(yīng)用場(chǎng)景越來越寬泛。無論是在高海拔地區(qū)的無人機(jī)飛行,還是深海中的水下設(shè)備供電,亦或是電動(dòng)汽車的長途行駛,鋰電池保護(hù)板都在默默地發(fā)揮著其至關(guān)重要的作用。它不僅保障了設(shè)備的正常運(yùn)行,更守護(hù)著用戶的生命財(cái)產(chǎn)安全。BMS需要根據(jù)溫度調(diào)整充放電策略。儲(chǔ)能鋰電池保護(hù)板管理系統(tǒng)平臺(tái)
基于模型的方法估算電池SOC,包括電化學(xué)阻抗頻譜法(EIS)和等效電路模型(ECM),通過模擬電池的電化學(xué)反應(yīng)和電氣行為來進(jìn)行深入的SOC分析。這些方法可評(píng)估內(nèi)阻、容量和其他關(guān)鍵參數(shù),從而多方面了解各種運(yùn)行條件下的SOC??柭鼮V波是另一種流行的基于模型的技術(shù),它能整合來自多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù),即使在動(dòng)態(tài)環(huán)境中也能精確估算SOC。然而,卡爾曼濾波法的準(zhǔn)確性容易受到傳感器漂移、極端溫度變化和電池行為變化等外部因素的影響。大多數(shù)電動(dòng)汽車使用不同的技術(shù)組合來準(zhǔn)確測(cè)量SOC。庫侖計(jì)數(shù)和OCV快速獲得基本數(shù)據(jù),而EIS、ECM和卡爾曼濾波則提供更詳細(xì)和更精確的信息。除此之外,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、人工智能的應(yīng)用也在不斷的提高SOC的準(zhǔn)確性。智慧動(dòng)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。鋰電池保護(hù)板工作原理過采用新材料、新工藝和優(yōu)化設(shè)計(jì)等方法,可以降低保護(hù)板的制造成本并提高生產(chǎn)效率。
電池包保護(hù)板設(shè)計(jì)中需要考慮的因素較多,如電壓平臺(tái)問題,鋰動(dòng)力電池包在使用中往往被要求很大的平臺(tái)電壓,所以設(shè)計(jì)鋰動(dòng)力電池包保護(hù)板時(shí)盡量使保護(hù)板不影響電芯的放電電壓,這樣對(duì)控制IC、采樣電阻等元件的要求就會(huì)很高,電流采樣電阻應(yīng)滿足高精密度,低溫度系數(shù),無感等要求。鋰電池保護(hù)板的電路,B+、B-分別是接電芯的正、負(fù)極;P+、P-分別是保護(hù)板輸出的正、負(fù)極;T為溫度電阻(NTC)端口。鋰電池保護(hù)板的主要功能有過充保護(hù)、過放保護(hù)、過流保護(hù)、短路保護(hù)、溫度保護(hù)等。智慧動(dòng)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。
BMS分為純硬件BMS保護(hù)板和軟件結(jié)合硬件的BMS保護(hù)板。純硬件的BMS保護(hù)板是一組比較固定的保護(hù)參數(shù),根據(jù)自身采集到的電壓、電流、溫度等狀態(tài)保護(hù)與恢復(fù),不需要MCU參與,這樣的保護(hù)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(duì)信息的實(shí)時(shí)采集并且通過can、485等通訊方式與外部交互,上傳BMS保護(hù)板實(shí)時(shí)信息。一般為了更好地分析電池過去的狀態(tài),尤其是在故障分析和算法建模的時(shí)候,需要大量的數(shù)據(jù)支撐,這時(shí)候就需要log存儲(chǔ)功能,盡可能多的記錄BMS的數(shù)據(jù)。智慧動(dòng)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。鋰電池保護(hù)板,旨在保護(hù)鋰電池免受過放、過充、過流以及輸出短路等潛在風(fēng)險(xiǎn)的損害。
鋰電池保護(hù)板硬件結(jié)構(gòu)與技術(shù)參數(shù),主要組件保護(hù)芯片:如TI BQ系列、精工S-82系列、理光R5400系列,內(nèi)置高精度電壓比較器與延時(shí)邏輯。MOSFET:作為電子開關(guān),需滿足低導(dǎo)通電阻(Rds<10mΩ)與高耐壓(如30V)。采樣電路:電壓檢測(cè)精度±10mV,電流檢測(cè)精度±1%。關(guān)鍵參數(shù)工作電壓范圍:單節(jié)(3.0~4.3V)、多節(jié)串聯(lián)(如7.4V、12V、24V);持續(xù)電流:1A~50A(消費(fèi)級(jí)),50A~300A(動(dòng)力電池級(jí));靜態(tài)功耗:<10μA(低功耗設(shè)計(jì)延長電池待機(jī)時(shí)間);溫度范圍:-40℃~85℃(工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn))。鋰電池保護(hù)板具備過充、過放、短路、過流、過溫等多重保護(hù)功能,有效延長電池使用壽命。電動(dòng)三輪車鋰電池保護(hù)板IC
具有智能控制功能,通過控制IC和開關(guān)管的協(xié)同作用,實(shí)現(xiàn)電池的智能充放電控制。儲(chǔ)能鋰電池保護(hù)板管理系統(tǒng)平臺(tái)
目前BMS架構(gòu)主要分為集中式架構(gòu)和分布式架構(gòu)。集中式BMS將所有電芯統(tǒng)一用一個(gè)BMS硬件采集,適用于電芯少的場(chǎng)景。集中式BMS具有成本低、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高的優(yōu)點(diǎn),一般常見于容量低、總壓低、電池系統(tǒng)體積小的場(chǎng)景中,如電動(dòng)工具、機(jī)器人(搬運(yùn)機(jī)器人、助力機(jī)器人)、IOT智能家居(掃地機(jī)器人、電動(dòng)吸塵器)、電動(dòng)叉車、電動(dòng)低速車(電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托、電動(dòng)觀光車、電動(dòng)巡邏車、電動(dòng)高爾夫球車等)、輕混合動(dòng)力汽車等。目前行業(yè)內(nèi)分布式BMS的各種術(shù)語五花八門,不同的公司,不同的叫法。動(dòng)力電池BMS大多是主從兩層架構(gòu)。儲(chǔ)能BMS則因?yàn)殡姵亟M規(guī)模較大,多數(shù)都是三層架構(gòu),除了從控、主控之外,還有一層總控。智慧動(dòng)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。儲(chǔ)能鋰電池保護(hù)板管理系統(tǒng)平臺(tái)