面向未來,BMS正朝著全生命周期管理與多能源協(xié)同方向演進(jìn)。固態(tài)電池的商業(yè)化催生了新型界面監(jiān)測技術(shù),如QuantumScape的BMS通過超聲波探頭實(shí)時(shí)探測鋰枝晶生長,結(jié)合自修復(fù)電解質(zhì)實(shí)現(xiàn)早期風(fēng)險(xiǎn)阻斷。鈉離子電池的電壓滯回特性促使BMS算法升級,多模型融合估算策略可將SOC誤差從5%壓縮至2.5%。在能源互聯(lián)網(wǎng)框架下,BMS與區(qū)塊鏈技術(shù)的結(jié)合實(shí)現(xiàn)了電池溯源與梯次利用的全程可信記錄,特斯拉的電池護(hù)照(Battery Passport)系統(tǒng)已覆蓋鈷、鎳等關(guān)鍵材料的供應(yīng)鏈碳足跡。據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)預(yù)測,至2030年全球BMS市場規(guī)模將突破280億美元,其中AI驅(qū)動的預(yù)測性維護(hù)系統(tǒng)占比超45%,推動新能源產(chǎn)業(yè)邁入“安全-高效-可持續(xù)”三位一體的新紀(jì)元。對于電池管理系統(tǒng)而言,除了均衡功能外,均衡策略的制定同樣非常重要。光伏儲能電池BMS云平臺
BMS 的均衡管理功能在電池組的運(yùn)行中扮演著至關(guān)重要的角色。在電池組實(shí)際充放電進(jìn)程里,由于電池單體在制造工藝上的細(xì)微差別,以及內(nèi)阻、自放電率等固有特性的不同,各單體電池的電壓、荷電狀態(tài)(SOC)等參數(shù)會逐漸產(chǎn)生不一致的狀況。而均衡管理功能的中心作用,便是借助特定手段促使電池組內(nèi)各個(gè)單體電池的電壓、SOC 等參數(shù)盡可能趨向一致,有效規(guī)避因個(gè)別電池過充或過放而對整個(gè)電池組性能與壽命造成不良影響。集中式 BMS:將所有電池單體的監(jiān)測和管理功能集中在一塊主控板上,適用于電池?cái)?shù)量較少、系統(tǒng)規(guī)模較小的場合,如電動工具、智能家居、電動自行車等。分布式 BMS:把電池單體的監(jiān)測和管理功能分散到多個(gè)從控板上,主控板負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)和管理,適用于電池?cái)?shù)量較多、系統(tǒng)規(guī)模較大的場合,如電動汽車、儲能系統(tǒng)等。動力電池BMS代理商BMS的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化也將是一個(gè)重要的發(fā)展方向。
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(chuàng)造更多的充電時(shí)間。整個(gè)系統(tǒng)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(shè)有一個(gè)上限保護(hù)電壓值,一旦某一串電池達(dá)到此值,鋰電池保護(hù)板便會切斷充電回路,停止充電。被動均衡的優(yōu)點(diǎn)是成本低廉且電路設(shè)計(jì)相對簡單,但其缺點(diǎn)在于只基于較低電池殘余量進(jìn)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被浪費(fèi)了。
從實(shí)現(xiàn)方式來看,主要分為被動均衡與主動均衡。被動均衡,即耗能式均衡,一般利用電阻等耗能元件來消耗電壓較高電池的多余電量,以此促使電池組中各單體電池電壓趨于均衡。這種方式結(jié)構(gòu)簡易、成本較低,然而會產(chǎn)生熱量,導(dǎo)致能量浪費(fèi),且均衡效率相對不高,比較適用于對成本較為敏感、電池組容量較小以及充電頻率不高的應(yīng)用場景,例如一些小型鋰電池設(shè)備。主動均衡,也叫非耗能式均衡,它借助電感、電容、變壓器等儲能元件,把電量從電壓高的電池轉(zhuǎn)移到電壓低的電池,實(shí)現(xiàn)電池間的能量轉(zhuǎn)移與均衡。主動均衡方式能夠優(yōu)異減少能量損耗,均衡速度快、效率高,適用于大容量、高倍率充放電的電池組,像電動汽車、儲能系統(tǒng)等對電池性能和安全性要求嚴(yán)苛的領(lǐng)域,不過其電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本也相對較高。均衡管理是通過被動或主動均衡電路,確保電池組中各個(gè)單元的電壓和容量保持一致,提高電池組整體性能。
電池管理系統(tǒng)(Battery Management System, BMS)是鋰電池組的**控制單元,被譽(yù)為電池的“智能大腦”。它通過實(shí)時(shí)監(jiān)測、保護(hù)、均衡與通信功能,確保電池系統(tǒng)的安全、高效和長壽命運(yùn)行,廣泛應(yīng)用于新能源汽車、儲能系統(tǒng)、消費(fèi)電子等領(lǐng)域。BMS通過優(yōu)化電池性能、預(yù)防安全事故,直接降低用戶運(yùn)維成本,并推動新能源產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。隨著智能網(wǎng)聯(lián)與AI技術(shù)的融合,BMS正朝著高集成度、云端協(xié)同與預(yù)測性維護(hù)方向演進(jìn),成為能源數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵一環(huán)。BMS如何實(shí)時(shí)監(jiān)測電池狀態(tài)?無人機(jī)BMS保護(hù)板
BMS是連接車載動力電池和電動汽車的重要紐帶。光伏儲能電池BMS云平臺
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)過保護(hù)板的。為了對充電和放電都能進(jìn)行控制,保護(hù)板必須具有兩個(gè)開關(guān),分別控制充電和放電回路。在同口保護(hù)板中,這兩個(gè)開關(guān)串在一條線上,接到電池包外部,充電和放電都經(jīng)過此線。而在分口保護(hù)板中,電池分出兩根線,分別接充電開關(guān)和放電開關(guān),再接到電池外部。光伏儲能電池BMS云平臺