低速電動(dòng)車BMS保護(hù)方案

隨著新能源技術(shù)迭代與“雙碳”目標(biāo)推進(jìn)，BMS鋰電池保護(hù)板的應(yīng)用場景正從消費(fèi)電子向工業(yè)儲(chǔ)能、智能交通等領(lǐng)域加速滲透。在消費(fèi)端，電動(dòng)自行車、無人機(jī)等小型動(dòng)力設(shè)備對BMS的需求持續(xù)增長，藍(lán)牙智能保護(hù)板因支持手機(jī)APP監(jiān)控電池健康度（SOH）和防盜定位功能，2023年國內(nèi)市場規(guī)模已突破15億元，年復(fù)合增長率達(dá)22%。工業(yè)領(lǐng)域，鉛酸電池替代浪潮推動(dòng)BMS在基站儲(chǔ)能、光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用，大電流型號（300-500A）通過主動(dòng)均衡技術(shù)將電池組循環(huán)壽命提升至6000次以上，配合液冷溫控模塊可在-30℃至65℃環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行，已應(yīng)用于青藏高原光儲(chǔ)電站等極端環(huán)境項(xiàng)目。新能源汽車領(lǐng)域，BMS與整車控制系統(tǒng)深度集成，通過多階卡爾曼濾波算法將SOC（電量）估算誤差壓縮至±3%，并聯(lián)動(dòng)云端實(shí)現(xiàn)電池狀態(tài)遠(yuǎn)程診斷，比亞迪刀片電池、寧德時(shí)代麒麟電池等產(chǎn)品均搭載第四代智能BMS，支持10ms級短路保護(hù)響應(yīng)，推動(dòng)電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航提升8%-15%。未來，隨著鈉離子電池、固態(tài)電池等新型儲(chǔ)能技術(shù)商用，BMS將向高精度（電壓檢測±1mV）、高擴(kuò)展（兼容多電化學(xué)體系）方向演進(jìn)，同時(shí)融合AI預(yù)測性維護(hù)功能，進(jìn)一步拓展至船舶動(dòng)力、航空航天等高價(jià)值場景。在電動(dòng)汽車中，BMS確保電池組的性能和安全性，延長電池壽命，提高車輛續(xù)航能力和駕駛安全性。低速電動(dòng)車BMS保護(hù)方案

被動(dòng)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(huì)切斷充電回路，停止充電。被動(dòng)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。動(dòng)力電池BMS保護(hù)芯片BMS是儲(chǔ)能電池系統(tǒng)的中心子系統(tǒng)之一。

電壓監(jiān)測：精確測量電池組中每個(gè)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(jiān)測，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)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(jiān)測：實(shí)時(shí)監(jiān)測電池組的充放電電流，以便準(zhǔn)確計(jì)算電池的充放電電量，進(jìn)而評估電池的剩余容量（SOC）。同時(shí)，通過監(jiān)測電流還可以判斷電池組的工作狀態(tài)，如是否存在過流、短路等故障。溫度監(jiān)測：在電池組中布置多個(gè)溫度傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)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(guān)，過高或過低的溫度都會(huì)影響電池的壽命和充放電效率，甚至可能引發(fā)安全事故，因此溫度監(jiān)測對于保證電池組的安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。

在儲(chǔ)能系統(tǒng)中，儲(chǔ)能電池只與高壓儲(chǔ)能變流器交互，變流器從交流電網(wǎng)取電，給電池組充電，或者電池組給變流器供電，電能通過變流器轉(zhuǎn)換到交流電網(wǎng)。儲(chǔ)能系統(tǒng)的通信、電池管理系統(tǒng)主要與變流器和儲(chǔ)能電站調(diào)度系統(tǒng)有信息交互關(guān)系。另一方面，電池管理系統(tǒng)向變流器發(fā)送重要狀態(tài)信息，確定高壓電力交互狀況，另一方面，電池管理系統(tǒng)向儲(chǔ)能電站的調(diào)度系統(tǒng)PCS發(fā)送較詳盡的監(jiān)視信息。電動(dòng)汽車BMS在高壓下與電動(dòng)機(jī)和充電機(jī)有能量交換關(guān)系的通信方面，與充電機(jī)在充電過程中有信息交互，在所有應(yīng)用過程中與整車控制器有較詳細(xì)的信息交互。BMS通過傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測電池的電壓、電流、溫度等參數(shù)，確保電池在安全范圍內(nèi)工作。

在均衡策略方面，有基于電壓的均衡策略，該策略以電池單體的電壓作為均衡判斷依據(jù)，當(dāng)電池組中單體電池電壓差異超過設(shè)定閾值時(shí)，啟動(dòng)均衡電路進(jìn)行均衡，實(shí)現(xiàn)相對簡便，但未直接考量電池的 SOC 情況，可能出現(xiàn)電壓均衡而 SOC 不均衡的現(xiàn)象?；?SOC 的均衡策略，則通過精確估算電池單體的 SOC，依據(jù) SOC 差異實(shí)施均衡。此策略能更精確反映電池實(shí)際荷電狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)真正的電量均衡，然而 SOC 估算的準(zhǔn)確性會(huì)對均衡效果產(chǎn)生影響，需要更為復(fù)雜的算法與硬件支持。還有混合均衡策略，它綜合結(jié)合電壓和 SOC 兩種參數(shù)進(jìn)行均衡判斷，多方位考慮了電池的電壓和實(shí)際荷電狀態(tài)，能更完善地實(shí)現(xiàn)電池組的均衡管理，提升均衡的準(zhǔn)確性與有效性，只是算法較為復(fù)雜，對 BMS 的計(jì)算能力和硬件性能要求頗高。在新能源汽車中，BMS需要滿足高功率充放電、迅速響應(yīng)和高安全性要求。換電柜BMS電池管理系統(tǒng)軟件開發(fā)

BMS故障可能導(dǎo)致電池組性能下降，縮短電池壽命，甚至引發(fā)安全故障。低速電動(dòng)車BMS保護(hù)方案

電動(dòng)汽車：BMS的主戰(zhàn)場電動(dòng)汽車的BMS需應(yīng)對高能量密度、快充與大倍率放電的極限工況。以特斯拉Model 3為例，其BMS采用分布式架構(gòu)，每16節(jié)電芯配置一個(gè)AFE模塊，通過菊花鏈通信降低布線復(fù)雜度，SOC估算精度達(dá)2%。創(chuàng)新技術(shù)包括：無線BMS（如通用Ultium平臺(tái)）：取消傳統(tǒng)線束，通過2.4GHz無線通信降低故障率與重量；電芯級管理：寧德時(shí)代CTP技術(shù)中，BMS直接監(jiān)控每個(gè)大尺寸電芯（如LFP刀片電池）的膨脹與應(yīng)力變化；充電優(yōu)化：800V高壓平臺(tái)下，BMS動(dòng)態(tài)調(diào)整充電曲線，結(jié)合電解液添加劑配方將快充時(shí)間縮短至15分鐘（如保時(shí)捷Taycan）。儲(chǔ)能系統(tǒng)：長壽命與高可靠性需求電網(wǎng)級儲(chǔ)能BMS需滿足10年以上循環(huán)壽命與99.9%可用性要求。關(guān)鍵技術(shù)突破包括：層級化架構(gòu)：電池簇→機(jī)架→集裝箱三級管理，每層級BMS單獨(dú)運(yùn)行并冗余備份；AI預(yù)測維護(hù)：華為LUNA2000儲(chǔ)能系統(tǒng)通過機(jī)器學(xué)習(xí)分析歷史數(shù)據(jù)，提前14天預(yù)警容量衰減異常；混合均衡策略：陽光電源PowerTitan方案在放電階段使用主動(dòng)均衡，充電階段切換為被動(dòng)均衡，綜合效率提升至78%。低速電動(dòng)車BMS保護(hù)方案