电池保护板的自身参数,比如自耗电分为工作自耗电和静态(睡眠)自耗电,保护板自耗电的电流一般是ua级别。工作自耗电电流较大,主要为保护芯片、mos驱动等消耗。保护板的自耗电太大会过多消耗电池电量,如果长时间搁置的电池,保护板自耗电可能导致电池亏电。自耗电和内阻等,他们不起保护作用,但是对电池的性能是有影响的。保护板的主回路内阻也是一个很重要的参数,保护板的主回路内阻主要来源于pcb板上铺设阻值,mos的阻值(主要)和分流电阻的阻值。在保护板进行充放电时,特别是mos部分,会产生大量的热,因此一般保护板的mos上都需要贴一大块的铝片用于导热和散热。除了这些基本功能以外,为了使用不同的应用场景个需求,保护板还有各种各样的附加功能(如均衡),特别是带软件的保护板,功能更是异常丰富,比如蓝牙、wifi、GPS、串口、CAN等应有尽有,再高阶一点,就成了电池管理系统了(BMS)。 BMS保护板分为分口与同口保护板。电池PACKBMS电池管理系统软件设计
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。 电池组BMS系统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。
被动均衡主要依赖于电阻放电方式,将电压较高的电池中的电量以热能的形式释放,从而为其他电池创造更多的充电时间。整个系统的电量受限于容量较小的电池。在充电过程中,锂电池通常设有一个上限保护电压值,一旦某一串电池达到此值,锂电池保护板便会切断充电回路,停止充电。被动均衡的优点在于成本低廉且电路设计相对简单,但其缺点在于只基于较低电池残余量进行均衡,无法提升残量较少的电池容量,且均衡过程中释放的热量完全浪费。
均衡是BMS中非常重要的一个环节,你是不是遇到过因为某一节电芯电压异常导致电池包使用容量变少的问题问题,BMS是遵循短板效应的,因为某一节电芯的电压比较低会导致SOX的估算直接不准,明明其他电芯还有电,但是确有劲无处使,对电池包的影响还是非常大的。关于均衡还是比较麻烦的,这里就不展开说了。当前的均衡控制策略中,有以单体电压为控制目标参数的,也有人提出应该用SOC作为均衡控制目标参数。以单体电压为例:首先设定一对启动和结束均衡的阈值:例如一组电池中,单体电压极值与这组电压平均值的差值达到30mV时启动均衡,5mV结束均衡。BMS按照固定的采样周期采集单体电压,计算平均值,再计算每个单体电压与均值的差值;如果MAX的一个差值达到了30mV,BMS就需要启动均衡程序;在均衡过程中持续步骤2,直到差值都小于5mV,结束均衡。对于电池管理系统(BMS)而言,除了均衡功能外,均衡策略的制定同样至关重要。
电池包保护板设计中需要考虑的因素较多,如电压平台问题,锂动力电池包在使用中往往被要求很大的平台电压,所以设计锂动力电池包保护板时尽量使保护板不影响电芯的放电电压,这样对控制IC、采样电阻等元件的要求就会很高,电流采样电阻应满足高精密度,低温度系数,无感等要求。锂电池保护板的电路,B+、B-分别是接电芯的正、负极;P+、P-分别是保护板输出的正、负极;T为温度电阻(NTC)端口。锂电池保护板的主要功能有过充保护、过放保护、过流保护、短路保护、温度保护。 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。新能源BMS方案开发
电池管理系统(BMS)的主要职责包括监控、保护和优化电池性能。电池PACKBMS电池管理系统软件设计
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PACKBMS电池管理系统软件设计