目前BMS架構主要分為集中式架構和分布式架構。集中式BMS將所有電芯統(tǒng)一用一個BMS硬件采集,適用于電芯少的場景。集中式BMS具有成本低、結構緊湊、可靠性高的優(yōu)點,一般常見于容量低、總壓低、電池系統(tǒng)體積小的場景中,如電動工具、機器人(搬運機器人、助力機器人)、IOT智能家居(掃地機器人、電動吸塵器)、電動叉車、電動低速車(電動自行車、電動摩托、電動觀光車、電動巡邏車、電動高爾夫球車等)、輕混合動力汽車。目前行業(yè)內(nèi)分布式BMS的各種術語五花八門,不同的公司,不同的叫法。動力電池BMS大多是主從兩層架構。儲能BMS則因為電池組規(guī)模較大,多數(shù)都是三層架構,在從控、主控之上,還有一層總控。 BMS保護板分為分口與同口保護板。家庭儲能BMS電池管理
BMS電池保護板也可以按照電芯材料來區(qū)分。不同的電芯材料,放電截止電壓和充電截止電壓是不一樣的。因此,所使用的保護板也是不一樣的,最常見的就是三元保護板和磷酸鐵鋰保護板,一般三元電芯電壓范圍為2.7-4.2v,而磷酸鐵鋰則是2.5-3.6v。保護板的電流保護,一方面是防止充電電流太大,另一方面是防止放電電流太大。過大的電流,會傷害電池,也可能燒壞保護板自身。首先,保護板有一個基本的關鍵參數(shù):放電電流和充電電流。該電流是保護板的持續(xù)放電或者充電電流,它表示了保護板自己的載流能力,和電池無關。除了該參數(shù)以外,保護板還有一對電流參數(shù),即充電保護電流和放電保護電流。顧名思義,就是在充電或者放電過程中,電流超過該值的大小就關斷。同之前的道理一樣,電流的保護也是有延時的,不過電流保護的恢復是自動的,只要電流減小就會自動恢復。電池組BMS電池管理系統(tǒng)云平臺BMS電池智能管理解決方案,通過整合智能終端、電池保護板和電池管理平臺,構建了新一代智能電池管理系統(tǒng)。
EMS(能量管理系統(tǒng),EnergyManagementSystem)是整個系統(tǒng)中重要的關鍵部件,EMS承接BMS反饋的相關電池信息,進行及時的分析和判斷,將分析的控制信息反饋至BMS,對系統(tǒng)的策略進行控制,EMS的控制策略對電池系統(tǒng)的衰減速率和循環(huán)壽命起到重要的作用,系統(tǒng)的循環(huán)壽命越長,所帶來的經(jīng)濟收益自然也就越大,同時會BMS反饋回來的電池異常信息及時判斷和控制,及時切斷和控制異常電池,保護整個儲能系統(tǒng),對整個儲能系統(tǒng)的安全性起到關鍵作用。PCS(儲能變流器,PowerControlSystem)又稱雙向儲能逆變器,可控制蓄電池的充電和放電過程,進行交直流的變換,在無電網(wǎng)情況下可以直接為交流負荷供電。PCS由DC/AC雙向變流器、控制單元等構成。PCS控制器通過通訊接收后臺控制指令,根據(jù)功率指令的符號及大小控制變流器對電池進行充電或放電,實現(xiàn)對電網(wǎng)有功功率及無功功率的調節(jié)。PCS控制器通過CAN接口與BMS通訊,獲取電池組狀態(tài)信息,可實現(xiàn)對電池的保護性充放電,確保電池運行安全。
目前市場上兩輪電動車電池類型主要有鉛酸電池,鋰電池等,然后,現(xiàn)在的電池管理存在電池壽命短,充電設施不完善,電池回收利用中對廢舊電池處理不當對環(huán)境造成污染等問題。針對現(xiàn)有問題,我們應采取一些新的管理方案。首先是采用智能充電樁,實現(xiàn)電池的智能充電,避免過沖,過放現(xiàn)象,延長電池壽命;其次,可以采用電池租賃的方式,推廣電池租賃模式,降低用戶購車成本的同事減輕充電設施壓力;再次是建立完善的電池回收體系,提高廢舊電池回收率,減少環(huán)境污染;還可以利用無物聯(lián)網(wǎng)技術,大力推廣智能電池管理系統(tǒng)BMS,可以提前預警潛在問題,提高電池的使用壽命并可以降低事故發(fā)生幾率。在電動自行車行業(yè)中,BMS主要指電動自行車電池保護板,而且主要指的是鋰電池電池保護板。
主動均衡則是通過電量轉移的方式來實現(xiàn)均衡,這種方式效率更高、損失更小。不同廠家可能采用不同的方法,均衡電流也可能有所不同,范圍通常在1~10A之間。被動均衡更適合于小容量、低串數(shù)的鋰電池組應用,而主動均衡則更適用于高串數(shù)、大容量的動力型鋰電池組應用。對于電池管理系統(tǒng)(BMS)而言,除了均衡功能外,均衡策略的制定同樣至關重要。主動均衡機制采用電量轉移的方式,將組內(nèi)電池的總電量轉移給容量較小的電池。電感式主動均衡以物理轉換為基礎,集成了電源開關和微型電感,實現(xiàn)雙向均衡。它可以通過相鄰電池間的電荷轉移來均衡電池,無論是放電、充電還是靜置狀態(tài),都可以進行均衡,且均衡效率高達92%。 BMS的功能模塊 BMS是連接車載動力電池和電動汽車的重要紐帶。動力電池BMS電池管理系統(tǒng)工作原理
儲能BMS均衡技術主要是指電池管理系統(tǒng)BMS中用于維護電池組中各個單體電池電量一致性的技術。家庭儲能BMS電池管理
電池計量芯片(電量計IC)主要用來采集電芯電壓、溫度、電流等信息,通過庫侖積分和電池建模等方式計算電池電量、健康度等信息,并通過I2C/SMBUS/HDQ等通信端口與外部主機通信。電量計IC與電池保護IC既可分立,也可集成。一級保護IC可以控制充、放電MOSFET,保護動作是可恢復的,即當發(fā)生過充、過放、過流、短路等安全事件時就會斷開相應的充放電開關,安全事件解除后就會重新恢復閉合開關,電池可以繼續(xù)使用。硬件、算法和固件是電量計芯片的三大關鍵要素,硬件用來實現(xiàn)高精度采樣和低功耗運行;算法用來對電池進行建模;固件用來實現(xiàn)算法編程,計算輸出容量信息。在選擇電量計芯片時,通常需要考慮到電芯化學類型、電芯串聯(lián)數(shù)目、通信接口、電量計放在電池包內(nèi)(Pack-side)還是放在系統(tǒng)板上(System-side)、電量計算法、是否集成電池保護均衡等功能、支持充放電電流大小,以及存儲介質和封裝形式等。家庭儲能BMS電池管理
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