锂电池(可充型)之所以需要保护,是由它本身特性决定的。由于锂电池本身的材料决定了它不能被过充、过放、过流、短路及超高温充放电,因此锂电池锂电组件总会跟着一块精致的保护板和一片电流保险器出现。锂电池的保护功能通常由保护电路板和PTC等电流器件协同完成,保护板是由电子电路组成,在-40℃至+85℃的环境下时刻准确的监视电芯的电压和充放回路的电流,及时控制电流回路的通断;PTC在高温环境下防止电池发生恶劣的损坏。保护板通常包括控制IC、MOS开关及辅助器件NTC、ID、存储器等。其中控制IC,在一切正常的情况下控制MOS开关导通,使电芯与外电路沟通,而当电芯电压或回路电流超过规定值时,它立刻控制MOS开关关断,保护电芯的安全。NTC是Negativetemperaturecoefficient的缩写,意即负温度系数,在环境温度升高时,其阻值降低,使用电设备或充电设备及时反应、控制内部中断而停止充放电。ID是Identification的缩写,即身份识别的意思它分为两种:一是存储器,常为单线接口存储器,存储电池种类、生产日期等信息;二是识别电阻。两者可起到产品的可追溯和应用的限制。 BMS被动均衡技术先于主动均衡在电动市场中应用,技术也较为成熟些。电摩BMS保护板
随着新能源电动汽车的广泛应用,电池的容量、安全性、健康状态与续航能力日益成为关注重点。BMS电池管理系统是对电池进行监控与控制的系统,将采集的电池信息实时反馈给用户,同时根据采集的信息调节参数,充分发挥电池的性能。但是,该技术在管理多个电池时,需要人员现场调试与设置,导致其检查、维护与更新相当不方便。而且,针对电池组的工作性能、电池老化情况、使用寿命等信息,需要人员现场经过多次反复调试、实验之后才能获得,工作相当繁琐、耗时。在生产、调试或实验过程中,只有在电池出现问题影响电动汽车的工作时,才会发现故障并更换电池,这种方式具有盲目性、滞后性,相当容易产生不良后果,严重则导致生产工作延误、生产危险事故。机器人BMS电池管理系统作用船用液冷储能柜BMS电池管理系统采用两级架构。
BMS保护板分为分口与同口保护板。保护板为了现实保护电池的功能,必须要能够主动切断电池主回路。因此,在电池包内部,电池的主回路是要经过保护板的。为了对充电和放电都能进行控制,保护板必须具有两个开关,分别控制充电和放电回路(姑且这么理解)。在同口保护板中,这两个开关串在一条线上,接到电池包外部,充电和放电都经过此线。而在分口保护板中,电池分出两根线,分别接充电开关和放电开关,再接到电池外部。之所以会出现同口和分口保护板,是为了降低成本:一般电动车锂电池包的充电电流要比放电电流小,如果两个开关串到一条线上,那么两个开关就得照着大的买。而分口的话,充电电流小,就可以用一个更小的开关。这里说的开关,其实就是MOSFET,是锂电保护板的主要成本,而且国内相关产品技术受限,重点部件需要进口。
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。BMS硬件保护板的主要功能包括几个方面。
BMS管理哪些东西?与BMS相关的几大块,电压、电流、温度、均衡,信息等,BMS保护板通过采集电压、电流、温度等信息,评估BMS当前状态。BMS首先对电池包进行信息采集,包括电压,电流,温度三个维度的信息提取。其次,BMS对电池包的SOX算法进行估算。然后BMS会对电池包进行安全诊断,包括过流,过压,欠压,高温,低温,断路的保护。再次是对电池包的能量进行管理,一般分为被动管理和主动管理两种类型。还会对电池包进行信息的管理,包含数据的整车交互以及日志的存储。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。充电柜BMS电池管理系统云平台设计
BMS实时采集、处理、存储电池模组运行过程中的重要信息,与外部设备如整车控制器交换信息。电摩BMS保护板
基于模型的方法估算电池SOC,包括电化学阻抗频谱法(EIS)和等效电路模型(ECM),通过模拟电池的电化学反应和电气行为来进行深入的SOC分析。这些方法可评估内阻、容量和其他关键参数,从而多方面了解各种运行条件下的SOC。卡尔曼滤波是另一种流行的基于模型的技术,它能整合来自多个传感器的数据,即使在动态环境中也能精确估算SOC。然而,卡尔曼滤波法的准确性容易受到传感器漂移、极端温度变化和电池行为变化等外部因素的影响。大多数电动汽车使用不同的技术组合来准确测量SOC。库仑计数和OCV快速获得基本数据,而EIS、ECM和卡尔曼滤波则提供更详细和更精确的信息。此外,神经网络,人工智能的应用也在不断的提高SOC的准确性。 电摩BMS保护板
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