電池保護(hù)板是鋰離子電池組的"大腦",對(duì)電芯(組)進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)控、指揮及協(xié)調(diào)。從構(gòu)成上看,電池管理系統(tǒng)包括電池管理芯片(BMIC)、模擬前端(AFE)、嵌入式微處理器,以及嵌入式軟件等部分。電池保護(hù)板根據(jù)實(shí)時(shí)采集的電芯狀態(tài)數(shù)據(jù),通過(guò)特定算法來(lái)實(shí)現(xiàn)電池組的電壓保護(hù)、溫度保護(hù)、短路保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、絕緣保護(hù)等功能,并實(shí)現(xiàn)電芯間的電壓平衡管理和對(duì)外數(shù)據(jù)通訊。電池管理芯片(BMIC)是電源管理芯片的重要細(xì)分領(lǐng)域,包括充電管理芯片、電池計(jì)量芯片和電池安全芯片。充電管理芯片可將外部電源轉(zhuǎn)換為適合電芯的充電電壓和電流,并在充電過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電芯的充電狀態(tài),調(diào)整控制充電電壓、電流,確保對(duì)電芯進(jìn)行安全、高效的充電。根據(jù)鋰電池的特性,充電管理芯片自動(dòng)進(jìn)行預(yù)充、恒流充電、恒壓充電,有效控制充電各個(gè)階段的充電狀態(tài)。深圳智慧動(dòng)鋰電子股份有限公司新推出了三級(jí)架構(gòu)的工商業(yè)高壓儲(chǔ)能BMS管理系統(tǒng)保護(hù)板。電動(dòng)自行車鋰電池保護(hù)板管理系統(tǒng)平臺(tái)
工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)以及儲(chǔ)能電站系統(tǒng)主要由電池系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)(BMS)、能量管理系統(tǒng)(EMS)、儲(chǔ)能變流器(PCS)以及其他電氣設(shè)備構(gòu)成。儲(chǔ)能電池是儲(chǔ)能系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分,它儲(chǔ)存能量以備需要時(shí)使用,不同種類的電池具有不同的特點(diǎn)和適用性。電池由固定數(shù)量的鋰電池組成,這些鋰電池在框架內(nèi)串聯(lián)和并聯(lián),形成一個(gè)模塊。然后將模塊堆疊并組合形成電池架。電池架可以串聯(lián)或并聯(lián),以達(dá)到電池儲(chǔ)能系統(tǒng)所需的電壓和電流。電池組的設(shè)計(jì)和配置需要綜合考慮能量、功率、循環(huán)壽命和成本等關(guān)鍵參數(shù),以便保證其安全性、可靠性和性價(jià)比硬件鋰電池保護(hù)板電池管理系統(tǒng)效果鋰電池保護(hù)板能實(shí)現(xiàn)電池的平衡管理,確保多節(jié)電池電動(dòng)車的每節(jié)電池在充放電過(guò)程中的壓差不大。
成品鋰電池的組成是這樣的:主要有兩大部分,鋰電池電芯和保護(hù)板,鋰電池電芯主要由正極板、隔膜、負(fù)極板、電解液組成;正極板、隔膜、負(fù)極板纏繞或?qū)盈B,包裝,灌注電解液,封裝后即制成電芯。但鋰電池保護(hù)板的作用很多人都不知道,鋰電池保護(hù)板,顧名思義就是保護(hù)鋰電池用的,鋰電池保護(hù)板的作用是保護(hù)電池不過(guò)放、不過(guò)充、不過(guò)流,還有就是輸出短路保護(hù)。鋰電池在使用過(guò)程中,過(guò)充電、過(guò)放電和過(guò)電流都會(huì)影響電池使用壽命和性能,嚴(yán)重者會(huì)導(dǎo)致鋰電池燃燒,現(xiàn)已出現(xiàn)手機(jī)鋰電池燃燒致人傷亡的案例,經(jīng)常出現(xiàn)IT和手機(jī)廠家召回鋰電池產(chǎn)品的事件。所以每塊鋰電池都要安裝一塊安全保護(hù)板,由一顆控制IC和若干個(gè)外部元件組成,通過(guò)保護(hù)環(huán)路有效監(jiān)測(cè)并防止對(duì)電池產(chǎn)生損害,防止過(guò)充、過(guò)放和短路造成的燃燒等危險(xiǎn)。由于每個(gè)中都要安裝一片電池保護(hù)IC,鋰電池保護(hù)IC市場(chǎng)大得驚人,每年有幾十億美元的市場(chǎng),市場(chǎng)前景非常廣闊。
按照拓?fù)浞诸?,BMS可以分為集中式BMS、模塊式BMS、主從式BMS、分布式BMS等。1、集中式BMS是將整個(gè)BMS封裝在一個(gè)裝置內(nèi),優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、成本低、維護(hù)簡(jiǎn)單,缺點(diǎn)是擴(kuò)展性差、安全隱患大。2、模塊式BMS是將BMS分成多個(gè)相同的子模塊,每個(gè)模塊負(fù)責(zé)一部分電池的監(jiān)控和管理,優(yōu)點(diǎn)是線束距離短、易于擴(kuò)展,缺點(diǎn)是需要額外的導(dǎo)線、成本較高。3、主從式BMS是將BMS分成主控單元和從控單元,主控單元負(fù)責(zé)計(jì)算、預(yù)測(cè)、決策、通信等功能,從控單元負(fù)責(zé)測(cè)量電池的狀態(tài),優(yōu)點(diǎn)是功能分明、成本較低,缺點(diǎn)是通信速度受限。4、分布式BMS是將BMS分成多個(gè)不同的模塊,如從控單元、高壓管理單元、電池狀態(tài)指示單元等,每個(gè)模塊負(fù)責(zé)一部分功能,并通過(guò)總線與主控單元通信,優(yōu)點(diǎn)是可靠性高、支持大容量電池系統(tǒng),缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高。通過(guò)溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池的溫度,當(dāng)溫度過(guò)高或過(guò)低時(shí),鋰電池保護(hù)板會(huì)采取相應(yīng)的措施。
SOC的重要性是防止電池?fù)p壞:通過(guò)將SOC保持在20%至80%之間,電動(dòng)汽車BMS可防止電池過(guò)度磨損,延長(zhǎng)SOH、容量和運(yùn)行壽命。BMS還依靠準(zhǔn)確的SOC讀數(shù)來(lái)降低電池單元因完全充電和深度放電而受損的風(fēng)險(xiǎn)。性能優(yōu)化:電動(dòng)汽車電池在特定的SOC范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)可實(shí)現(xiàn)較好性能。盡管根據(jù)電池化學(xué)成分和設(shè)計(jì)的不同,這些范圍也會(huì)有所不同,但大多數(shù)電動(dòng)汽車電池都能在20%至80%SOC范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效的電力傳輸和強(qiáng)勁的加速性能。估算行駛里程:SOC直接影響電動(dòng)汽車的行駛里程,這對(duì)有效和安全的行程規(guī)劃至關(guān)重要。優(yōu)化能效:精確的SOC測(cè)量可較大限度地減少能源浪費(fèi),同時(shí)較大限度地利用再生制動(dòng)延長(zhǎng)行駛里程。確保充電安全:BMS利用SOC讀數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)汽車電池的充電速率,采用涓流充電和受控快速充電等技術(shù)來(lái)保護(hù)電池壽命。它還能在動(dòng)態(tài)充電曲線的引導(dǎo)下,確保單個(gè)電池的均衡充電,從而優(yōu)化調(diào)整電流和電壓,保持電池健康并防止過(guò)度充電。充電管理是電動(dòng)車BMS的重要環(huán)節(jié),主要包括充電方式選擇、充電狀態(tài)監(jiān)測(cè)和充電控制等功能。中穎鋰電池保護(hù)板云平臺(tái)開發(fā)
鋰電池硬件保護(hù)板指的是完全基于硬件實(shí)現(xiàn)的電池管理系統(tǒng),其設(shè)計(jì)注重電路和傳感器等硬件的組合。電動(dòng)自行車鋰電池保護(hù)板管理系統(tǒng)平臺(tái)
在未來(lái)專業(yè)電動(dòng)汽車的鋰電池保護(hù)板生產(chǎn)廠商也極有可能成為大規(guī)模儲(chǔ)能項(xiàng)目使用的鋰電池保護(hù)板供應(yīng)商的重要組成部分?,F(xiàn)階段,各個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)供應(yīng)商提供的鋰電池保護(hù)板缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。不同廠家對(duì)鋰電池保護(hù)板的設(shè)計(jì)、定義都不同,而且根據(jù)各家適配電池的不同,采用的SOX算法、均衡技術(shù)、上傳的通信數(shù)據(jù)內(nèi)容可能也各不相同。在鋰電池保護(hù)板的實(shí)際應(yīng)用中,這樣的差異會(huì)增加應(yīng)用成本,不利于產(chǎn)業(yè)發(fā)展。因此,以后鋰電池保護(hù)板的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化也將是一個(gè)重要的發(fā)展方向。電動(dòng)自行車鋰電池保護(hù)板管理系統(tǒng)平臺(tái)