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。 均衡是BMS中非常重要的一个环节。BMS电池管理系统工作原理
BMS是BatteryManagementSystem首字母缩写,电池管理系统。它是配合监控储能电池状态的装置,主要就是为了智能化管理及维护各个电池单元,防止电池出现过充电和过放电,延长电池的使用寿命,监控电池的状态。一般BMS表现为一块电路板,即BMS保护板,或者一个硬件盒子。BMS保护板或者BMS保护盒子通过采样线、镍片等与电芯组成的pack连接,通过对系统状态的实时监控,达到管理电池组的目的。BMS总成包括电池组、线束、结构件、BMS保护板等组件组成,其中电池组是由一系列单体电芯组合而来,通常单体电芯电压、容量都较低,如果想得到更高电压平台和更大容量的电池包,就需要多个电芯组合。 中颖电子BMS保护芯片对于电池管理系统(BMS)而言,除了均衡功能外,均衡策略的制定同样至关重要。
BMS分为纯硬件BMS保护板和软件结合硬件的BMS保护板纯硬件的BMS保护板是一组比较固定的保护参数,根据自身采集到的电压、电流、温度等状态保护与恢复,不需要MCU参与,这样的保护板也就不具备通讯信息交互的功能而软件+硬件的方式,MCU可以对信息的实时采集并且通过can、485等通讯方式与外部交互,上传BMS保护板实时信息。一般为了更好地分析电池过去的状态,尤其是在故障分析和算法建模的时候,需要大量的数据支撑,这时候就需要log存储功能,尽可能多的记录BMS的数据。
BMS硬件保护板的主要功能包括几个方面:一,电池监控系统能够实时监测电池的关键参数,包括电压、电流和温度;第二,提供过压和欠压保护,有效防止电池在充电或放电过程中超出安全电压范围;第三,支持过流保护以防止电池在充电或放电过程中产生超过额定值的电流;第四,持续监测电池温度,及时阻止过热现象的发生;第五,在充电阶段通过平衡电池单体电压,以提高整体电池的使用寿命。BMS软件保护板的主要功能则包括以下方面:一,通过嵌入式算法实现电池状态的估计和控制,以确保良好性能;第二,支持与其他系统进行数据交换,例如与电动车系统之间的信息传递;第三,允许用户通过网络远程监测电池的实时状态,提高监管的便捷性;第四,积极收集、存储电池运行数据,并提供有效的分析工具,以便用户更好地了解电池性能并作出相应决策。 如果需要更高级的电池管理策略,对灵活性和升级能力有更高要求,那么软件BMS板可能更为合适。
入局BMS制造的厂商有几类:一类是动力电池BMS中具主导能力的终端用户-车厂,事实上国外BMS制造实力较强的也就是车厂,如通用、特斯拉等;国内有比亚迪、华霆动力等。第二类是电池厂,包含电芯厂商与做pack的厂商,如三星、宁德时代、欣旺达、德赛电池、拓邦股份、等;第三类专业的BMS制造商,此类厂商有多年的电力电子技术积累,有高校背景或相关企业背景的研发团队,如亿能电子、杭州高特电子、协能科技、等企业。目前看来储能电池的终端用户没有加入BMS研发与制造的需求与具体行动,可以认为储能电池BMS行业缺乏一个占据了重要优势的参与者,给电池厂以及专注做储能BMS的厂商留下了巨大的发展空间。储能市场一旦确立,将给予电池厂与专业BMS生产厂商以非常大的发挥空间。在未来专业电动汽车的BMS生产厂商也极有可能成为大规模储能项目使用的BMS供应商的重要组成部分。现阶段,各个储能系统供应商提供的BMS缺乏统一标准。不同厂家对BMS的设计、定义都不同,而且根据各家适配电池的不同,采用的SOX算法、均衡技术、上传的通信数据内容可能也各不相同。在BMS的实际应用中,这样的差异会增加应用成本,不利于产业发展。因此,以后BMS的标准化、模块化也将是一个重要的发展方向。 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。家用储能BMS电池管理系统保护板
两轮电动车BMS 行业内成为两轮电动车电池保护板分为硬件板与软件板。BMS电池管理系统工作原理
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。
BMS电池管理系统工作原理