目前BMS架构主要分为集中式架构和分布式架构。集中式BMS将所有电芯统一用一个BMS硬件采集,适用于电芯少的场景。集中式BMS具有成本低、结构紧凑、可靠性高的优点,一般常见于容量低、总压低、电池系统体积小的场景中,如电动工具、机器人(搬运机器人、助力机器人)、IOT智能家居(扫地机器人、电动吸尘器)、电动叉车、电动低速车(电动自行车、电动摩托、电动观光车、电动巡逻车、电动高尔夫球车等)、轻混合动力汽车。目前行业内分布式BMS的各种术语五花八门,不同的公司,不同的叫法。动力电池BMS大多是主从两层架构。储能BMS则因为电池组规模较大,多数都是三层架构,在从控、主控之上,还有一层总控。 BMS保护板的被动均衡就是将单体电池中容量稍多的个体消耗掉,实现整体的均衡。机器人BMS设计
EMS(能量管理系统,EnergyManagementSystem)是整个系统中重要的关键部件,EMS承接BMS反馈的相关电池信息,进行及时的分析和判断,将分析的控制信息反馈至BMS,对系统的策略进行控制,EMS的控制策略对电池系统的衰减速率和循环寿命起到重要的作用,系统的循环寿命越长,所带来的经济收益自然也就越大,同时会BMS反馈回来的电池异常信息及时判断和控制,及时切断和控制异常电池,保护整个储能系统,对整个储能系统的安全性起到关键作用。PCS(储能变流器,PowerControlSystem)又称双向储能逆变器,可控制蓄电池的充电和放电过程,进行交直流的变换,在无电网情况下可以直接为交流负荷供电。PCS由DC/AC双向变流器、控制单元等构成。PCS控制器通过通讯接收后台控制指令,根据功率指令的符号及大小控制变流器对电池进行充电或放电,实现对电网有功功率及无功功率的调节。PCS控制器通过CAN接口与BMS通讯,获取电池组状态信息,可实现对电池的保护性充放电,确保电池运行安全。电池PACKBMS供应商家在电动自行车行业中,BMS主要指电动自行车电池保护板,而且主要指的是锂电池电池保护板。
造成锂电池活性物质不可逆消耗的主要因素有:1)正极材料的溶解:正极材料的溶解造成正极活性物质减少,溶解的正极材料游离到负极时会造成负极界面膜的不稳定,被破坏的界面膜再形成时会消耗锂离子,造成锂离子的减少。2)正极材料的相变化:锂离子在电极间正常脱嵌时,总会伴随着宿主结构摩尔体积的变化,结构不可逆转变,影响颗粒与电极间的电化学接触,造成容量衰减。3)电解液的分解:在锂离子电池充电过程中,电解液对含碳电极具有不稳定性,因此会发生还原反应。电解液还原消耗了电解质及其溶剂,对电池容量及循环寿命产生不良影响。4)过充电:电池在过充电时,不仅会造成负极形成锂沉淀、电解液氧化和正极氧的损失,消耗活性物质导致容量不可逆损失,还会有安全隐患。5)界面膜的形成:界面膜(SEI膜)的形成会消耗锂离子,一般发生在起初的几次充放电时。6)集流体的腐烛:锂离子电池中的集流体材料常用铝和铜,两者的腐蚀会在表面形成膜,电池内阻增大,放电效率下降,继而造成电池寿命衰减。
BMS系统保护板的功能:电池充放电状态监测:BMS系统保护板能够实时监测电池的电压、电流、温度等关键参数,确保电池在安全的工作范围内运行。过充与过放保护:当电池充电时,如果电压超过设定的安全范围,BMS系统保护板会立即断开充电电路,防止电池过充;同样地,当电池放电时,如果电压低于设定的安全范围,BMS系统保护板会及时断开放电电路,防止电池过放。温度保护:通过温度传感器实时监测电池的温度,当温度过高或过低时,BMS系统保护板会采取相应的措施,如降低充电电流或停止充电,以保护电池不受损害。短路保护:BMS系统保护板还具有短路保护功能,当检测到电池组内部或外部发生短路时,会立即切断电源,防止短路造成的损害。平衡管理:对于多节电池的电动车,BMS系统保护板还能实现电池的平衡管理,确保每节电池在充放电过程中的压差不大,从而提高整个电池组的使用寿命和性能。BMS电池保护板也可以按照电芯材料来区分。
主动均衡技术的痛点:设备采购成本较高当前新能源板块发展突飞猛进,每个从业单位参与的项目单量和项目数量越来越多,很多项目前期的方案搭建以及交付投运,较大权重地考虑成本,在刚好满足下级用户当前技术需求的前提下,以尽可能便宜的原则选择均衡产品。导致很多项目选型环节,下级用户认可主动均衡的产品和技术,也了解全生命周期主动均衡经济性的更加合理性,但考虑当前量级的项目因为选择采购主动均衡BMS要多花¥,往往很可能还是选择当前就满足下级用户的被动均衡产品。主动均衡相对增加了风险点基于不同厂家主动均衡技术的差异性,主动均衡在BMS内部增加了分离式或集成式的均衡电路,其中包括均衡充放电模块装置、均衡电源驱动装置、均衡控制状态等,这些从硬件增加的角度增加了可能失效的风险点。部分BMS企业过于追求3A、5A甚至更高的大电流均衡,于均衡技术本身没有什么技术难点,但对系统既有的协配件的选型匹配存在挑战与风险。行业PACK包内采集线束的线径可能只有、CCS方案铜膜的载流能力、PACK内的发热及散热、相对热的环境下电池的寿命等都可能是关联影响因素。 如果是对基本功能的要求较高,且成本预算较为有限,BMS硬件保护板可能是一个不错的选择。三轮车BMS电池挂你系统智能云凭条
软件保护板BMS则采用嵌入式软件实现电池管理系统的一种方式。机器人BMS设计
测量电池容量的理想方法是库仑计数法,即通过测量一段时间内流入和流出的电流,进而得到流入或者流出电量。SOC=总容量-(放电电流-充电电流)*时间根据电池测量系统的不同,有多种测量放电或充电电流的方法。电流分流器:分流器是一个低欧姆电阻器,用于测量电流。整个电流流经分流器并产生电压降,然后进行测量。这种方法会在电阻器上产生轻微的功率损耗。霍尔效应传感器:这种传感器通过磁场变化测量电流。它消除了电流分流器典型的功率损耗问题,但成本较高,且无法承受大电流。巨磁电阻(GMR)传感器:这种传感器用作磁场检测器,比霍尔效应传感器更灵敏(也更昂贵)。它们的精确度很高。库仑测量涉及的计算相当复杂,主要由微控制器完成。库仑计数法是一种安培小时积分法,可有效量化一段时间内的电量,提供动态、连续的状态更新。开路电压(OCV)通过计算电压与电量之间的直接关系,快速评估剩余电量。不过,库仑计数法会因传感器漂移或电池性能变化而随时间累积误差,而开路电压则也可能受到温度波动和电池老化的影响。 机器人BMS设计
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