BMS是锂离子电池组的"大脑",对电芯(组)进行统一的监控、指挥及协调。从构成上看,电池管理系统包括电池管理芯片(BMIC)、模拟前端(AFE)、嵌入式微处理器,以及嵌入式软件等部分。BMS根据实时采集的电芯状态数据,通过特定算法来实现电池组的电压保护、温度保护、短路保护、过流保护、绝缘保护等功能,并实现电芯间的电压平衡管理和对外数据通讯。电池管理芯片(BMIC)是电源管理芯片的重要细分领域,包括充电管理芯片、电池计量芯片和电池安全芯片。充电管理芯片可将外部电源转换为适合电芯的充电电压和电流,并在充电过程中实时监测电芯的充电状态,调整控制充电电压、电流,确保对电芯进行安全、高效的充电。根据锂电池的特性,充电管理芯片自动进行预充、恒流充电、恒压充电,有效控制充电各个阶段的充电状态。 均衡是BMS中非常重要的一个环节。怎样BMS设计
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。软件BMS电池管理系统对于电池管理系统(BMS)而言,除了均衡功能外,均衡策略的制定同样至关重要。
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。
造成锂电池活性物质不可逆消耗的主要因素有:1)正极材料的溶解:正极材料的溶解造成正极活性物质减少,溶解的正极材料游离到负极时会造成负极界面膜的不稳定,被破坏的界面膜再形成时会消耗锂离子,造成锂离子的减少。2)正极材料的相变化:锂离子在电极间正常脱嵌时,总会伴随着宿主结构摩尔体积的变化,结构不可逆转变,影响颗粒与电极间的电化学接触,造成容量衰减。3)电解液的分解:在锂离子电池充电过程中,电解液对含碳电极具有不稳定性,因此会发生还原反应。电解液还原消耗了电解质及其溶剂,对电池容量及循环寿命产生不良影响。4)过充电:电池在过充电时,不仅会造成负极形成锂沉淀、电解液氧化和正极氧的损失,消耗活性物质导致容量不可逆损失,还会有安全隐患。5)界面膜的形成:界面膜(SEI膜)的形成会消耗锂离子,一般发生在起初的几次充放电时。6)集流体的腐烛:锂离子电池中的集流体材料常用铝和铜,两者的腐蚀会在表面形成膜,电池内阻增大,放电效率下降,继而造成电池寿命衰减。 BMS电池保护板也可以按照电芯材料来区分。
工商业储能系统以及储能电站系统主要由电池系统、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)、储能变流器(PCS)以及其他电气设备构成。储能电池是储能系统的关键组成部分,它储存能量以备需要时使用,不同种类的电池具有不同的特点和适用性。电池由固定数量的锂电池组成,这些锂电池在框架内串联和并联,形成一个模块。然后将模块堆叠并组合形成电池架。电池架可以串联或并联,以达到电池储能系统所需的电压和电流。电池组的设计和配置需要综合考虑能量、功率、循环寿命和成本等关键参数,以便保证其安全性、可靠性和性价比 船用液冷储能柜BMS电池管理系统采用两级架构。怎样BMS保护方案
BMS硬件保护板的主要功能包括几个方面。怎样BMS设计
BMS保护板也可以按照串数和持续放电电流大小来分。串数比较好理解,常见的7串(三元24v),13串(三元48v),17串(三元60v),20串(三元72v)。保护板需要采集每一串电芯的电压,因此串数不同,保护板是不同的。而电流大小,就是决定了MOS开关的大小(MOS数量),MOS数量越多,BMS保护板的价格就越高,对价格的影响很关键。铁锂常见的就是15/16串48v,20串60v,24串72v。锂电池体积小、可拆卸提出,方便用户充电,降低电池被盗风险。 怎样BMS设计