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。BMS锂电池保护板是电池管理系统的关键组成部分。软件BMSIC
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。硬件BMS保护板指的是完全基于硬件实现的电池管理系统,其设计注重电路和传感器等硬件组件的整合。与之相对,软件保护板BMS则采用嵌入式软件实现电池管理系统的一种方式。与硬件板相比,软件板更注重算法、控制逻辑和数据处理方面的优化。在选择硬件或软件BMS保护板时,需要根据具体的应用需求和预算来做出权衡。如果是对基本功能的要求较高,且成本预算较为有限,BMS硬件保护板可能是一个不错的选择。而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。平衡车BMS管理系统BMS系统保护板在预防过充、过放、短路等问题方面发挥着重要作用,有效降低电池损坏甚至起火的风险。
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、温度保护等。
BMS电池保护板也可以按照电芯材料来区分。不同的电芯材料,放电截止电压和充电截止电压是不一样的。因此,所使用的保护板也是不一样的,最常见的就是三元保护板和磷酸铁锂保护板,一般三元电芯电压范围为2.7-4.2v,而磷酸铁锂则是2.5-3.6v。保护板的电流保护,一方面是防止充电电流太大,另一方面是防止放电电流太大。过大的电流,会伤害电池,也可能烧坏保护板自身。首先,保护板有一个基本的关键参数:放电电流和充电电流。该电流是保护板的持续放电或充电电流,它表示了保护板自己的载流能力,和电池无关。除了该参数以外,保护板还有一对电流参数,即充电保护电流和放电保护电流。顾名思义,就是在充电或者放电过程中,电流超过该值的大小就关断。电流的保护也是有延时的,不过电流保护的恢复是自动的,只要电流减小就会自动恢复。BMS保护板分为分口和同口保护板。
随着两轮电动车市场扩大,一系列管理问题也逐步凸显:换电需求上升:新国标的实施与碳中和的方针增长了我国电动车共享换电的需求通信基站、铁路等贵重电池的防盗需求也亚待解决。企业运营低效:电池厂商与换电运营商等企业缺少对电池的监控,无法掌握电池应用数据,难以减少故障电池召回、电池防盗、电池起火等运营问题。充电事故频发:全国每年因充电引起的火灾达300多起,火灾造成的死亡率接近50%,引起ZF高度重视。ZF监管困难:ZF急需推动新国标等政策下的电池、车辆行业规范发展,以降低监管难度并减少充电事故。目前BMS锂电池保护板架构主要分为集中式架构和分布式架构。两轮车BMS保护板
均衡是BMS中重要的一个环节。软件BMSIC
BMS保护板的SOX算法估算方法。SOX包括SOC、SOE和SOP。SOC估计方法传统方法:安时积分法、开路电压法基于电池模型的方法:卡尔曼滤波法、粒子滤波算法神经网络算法:神经网络算法。SOP算法:根据电池的SOC和温度,查表确定持续充放电最大功率瞬时充放电最大功率。电芯的去极化速度,决定当前最大功率使用的频率。当SEI膜表面的Li离子堆积速度大于负极的吸收速度时候,就会发生电压下降,最大功率无法维持。因此,SOP的计算难点是峰值功率与持续功率如何过度?SOH算法:两点法计算SOH根据OCV-SOC曲线确定两个准确的SOC值,并安时累积计算这两个SOC之间的累积充入或放出电量,然后计算出电池的容量,从而得到SOH。算法有一定难度,需要大量的数据和模型,才能比较准确的估算。软件BMSIC