开路电压法估算电池SOC;铅酸蓄电池的SOC与其开路电压(OCV)之间存在近似线性关系,基于电池OCV的方法是,当电池与负载断开时间超过两小时时,电池的OCV与SOC成正比。然而,如此长的断开时间对于电池来说可能太长而无法实现。与铅酸电池不同,锂离子电池的OCV与SOC之间不存在线性关系。锂离子电池SOC与OCV之间的典型关系如图所示。OCV与SOC的关系是通过对锂离子电池施加脉冲负载,然后让电池达到平衡而确定的。所有电池的OCV与SOC之间的关系不可能完全相同。由于不同电池的传统OCV-SOC有所不同,因此需要测量OCV-SOC的关系,以准确估算SOC。 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。光伏BMS保护方案
电池计量芯片(电量计IC)主要用来采集电芯电压、温度、电流等信息,通过库仑积分和电池建模等方式计算电池电量、健康度等信息,并通过I2C/SMBUS/HDQ等通信端口与外部主机通信。电量计IC与电池保护IC既可分立,也可集成。一级保护IC可以控制充、放电MOSFET,保护动作是可恢复的,即当发生过充、过放、过流、短路等安全事件时就会断开相应的充放电开关,安全事件解除后就会重新恢复闭合开关,电池可以继续使用。硬件、算法和固件是电量计芯片的三大关键要素,硬件用来实现高精度采样和低功耗运行;算法用来对电池进行建模;固件用来实现算法编程,计算输出容量信息。在选择电量计芯片时,通常需要考虑到电芯化学类型、电芯串联数目、通信接口、电量计放在电池包内(Pack-side)还是放在系统板上(System-side)、电量计算法、是否集成电池保护均衡等功能、支持充放电电流大小,以及存储介质和封装形式等。中颖BMS电池管理系统BMS系统保护板能够有效延长电池的使用寿命。
相比System-side电量计,Pack-side电量计芯片直接采样电芯电压,电压更准确,有利于提高电量计量、充电以及保护精度;Pack-side采用可集成加密认证算法的电量计,综合成本更低;Pack-side电池保护板PCM电压、电流、温度校准更容易,项目开发周期更短;Pack-side电量计面对可插拔电池时RAM数据不丢失,数据更准确。电池计量芯片属数模混合信号芯片,涉及计量算法、AFE/ADC及计算电路等,关键技术体现在计量精度、管理电池串数、平台电压、功耗水平等。其中AFE自带ADC,可以进行模数转换,但需要配合嵌入式微控制器(MCU)才能实现电量计功能。
船用液冷储能柜BMS电池管理系统采用两级架构,每一套电池管理系统由电池模组管理单元BMU、电池簇管理单元BCU组成。BMS系统具有模拟信号高精度检测及上报,故障告警、上传和存储,电池保护,参数设置;被动均衡,电池组SOC标定、操作账号权限与密码管理、与其它设备信息交互等功能。从控单元BMU通过对各单体电池的电压和温度进行精确采集,实现对电池状态的实时监控。模块具有可靠的数据通讯功能,系统运行过程中,可实现与电池管理系统主控单元或者其他设备之间的通讯。主控单元BCU是电池管理系统的控制中枢,它通过与从控单元通讯实现对电池单体电压、温度等的检测,并检测电池组总电压、充放电流、对地绝缘电阻等外特性参数,按照特定的算法对电池内部状态(容量、SOC、SOH等)进行估算和监控,在此基础上实现了对电池组的充放电管理、热管理、绝缘检测、单体均衡管理和故障报警;它可以通过通信总线实现与PCS、EMS等实现数据交换,通过菊花链实现与BMU通讯。 BMS系统保护板能够确保电池组内各节电池的压差不大,提高电池组的充放电性能,使动力输出更加稳定和高效。
电池管理系统(BMS)对电池SOH的管理。什么是SOH?SOH(Stateofhealth),意指电池的健康状况,和SOC同为动力电池的关键状态参数。电池在使用过程中会不断老化,当健康状况劣化至一定程度时,便不再满足电动车的使用要求,因此需对电池的SOH进行监控。与SOC的估计相比,SOH的预测更为复杂,一般需借助于各类滤波算法实现。在当前工程实际中,电池的SOH的考量因素主要有电池容量和内阻两个指标。那么动力电池包SOH的影响因素有哪些呢?影响动力电池包SOH的因素可以从两个角度来看:一是在电池单体层级;二是单体电池成组的影响。 通过实时监测和保护电池,避免电池过充、过放等问题,BMS系统保护板能够延长电池的使用寿命。电摩BMS电池管理系统设计
充电管理是电动车BMS的重要环节,主要包括充电方式选择、充电状态监测和充电控制等功能。光伏BMS保护方案
BMS保护板的被动均衡技术顾名思义,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。被动均衡又称为能量耗散式均衡,工作原理是在每节电芯上并联一个电阻,当某个电芯提前充满,而又需要继续给其他电芯充电时,通过电阻对电压高的电芯以热量形式释放电量,为其他电芯争取更多充电时间。由于被动均衡结构更为简单,所以使用比较广。但是被动均衡也有明显的缺点,由于结构简单制作成本低,采用电阻耗能产生热量,从而会使整个系统的效率降低。并且均衡时间短,效果不佳,一般均衡时间都在充电周期末期。此外,只能对高电压电池进行放电,无法对劣质电池进行改进。在适用场景上,被动均衡更适合于小容量、低串数的锂电池组应用,可以释放每颗电芯的储能能力,实现电量的有效利用。 光伏BMS保护方案
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