從實現方式來看,主要分為被動均衡與主動均衡。被動均衡,即耗能式均衡,一般利用電阻等耗能元件來消耗電壓較高電池的多余電量,以此促使電池組中各單體電池電壓趨于均衡。這種方式結構簡易、成本較低,然而會產生熱量,導致能量浪費,且均衡效率相對不高,比較適用于對成本較為敏感、電池組容量較小以及充電頻率不高的應用場景,例如一些小型鋰電池設備。主動均衡,也叫非耗能式均衡,它借助電感、電容、變壓器等儲能元件,把電量從電壓高的電池轉移到電壓低的電池,實現電池間的能量轉移與均衡。主動均衡方式能夠優異減少能量損耗,均衡速度快、效率高,適用于大容量、高倍率充放電的電池組,像電動汽車、儲能系統等對電池性能和安全性要求嚴苛的領域,不過其電路結構復雜,成本也相對較高。儲能BMS正在從單純的電池管理系統向更加綜合、智能的數據服務和能源管理平臺轉變。電單車BMS電池管理系統工廠
BMS是BatteryManagementSystem首字母縮寫,電池管理系統。是配合監控儲能電池狀態的裝置,主要就是為了智能化管理及維護各個電池單元,防止電池出現過充電和過放電,延長電池的使用壽命,監控電池的狀態。一般BMS表現為一塊電路板,即BMS保護板,或者一個硬件盒子。BMS保護板或者BMS保護盒子通過采樣線、鎳片等與電芯組成的pack連接,通過對系統狀態的實時監控,達到管理電池組的目的。BMS由電池組、線束、結構件、BMS保護板等組件組成,其中電池組是由一系列單體電芯組合而來,通常單體電芯電壓、容量都較低,如果想得到更高電壓平臺和更大容量的電池包,就需要多個電芯組合。BMS電池管理系統品牌BMS故障可能導致電池組性能下降,縮短電池壽命,甚至引發安全故障。
BMS保護板也可以按照串數和持續放電電流大小來分。串數比較好理解,常見的7串(三元24v),13串(三元48v),17串(三元60v),20串(三元72v)。保護板需要采集每一串電芯的電壓,因此串數不同,保護板也會不同。而電流大小,就是決定了MOS開關的大小(MOS數量),MOS數量越多,BMS保護板的價格就越高,對價格的影響很關鍵。鐵鋰常見的就是15/16串48v,20串60v,24串72v。鋰電池體積小、可拆卸提出,方便用戶充電,降低電池被盜的風險。
在儲能系統中,儲能電池只與高壓儲能變流器交互,變流器從交流電網取電,給電池組充電,或者電池組給變流器供電,電能通過變流器轉換到交流電網。儲能系統的通信、電池管理系統主要與變流器和儲能電站調度系統有信息交互關系。另一方面,電池管理系統向變流器發送重要狀態信息,確定高壓電力交互狀況,另一方面,電池管理系統向儲能電站的調度系統PCS發送較詳盡的監視信息。電動汽車BMS在高壓下與電動機和充電機有能量交換關系的通信方面,與充電機在充電過程中有信息交互,在所有應用過程中與整車控制器有較詳細的信息交互。BMS在電動汽車中的作用是什么?
SOC的重要性是防止電池損壞:將SOC保持在20%至80%之間,電動汽車BMS可防止電池過度磨損,延長SOH、容量和運行壽命。BMS還依靠準確的SOC讀數來降低電池單元因完全充電和深度放電而受損的風險。性能優化:電動汽車電池在特定的SOC范圍內運行時可實現較好性能。盡管根據電池化學成分和設計的不同,這些范圍也會有所不同,但大多數電動汽車電池都能在20%至80%,SOC范圍內實現高效的電力傳輸和強勁的加速性能。估算行駛里程:SOC直接影響電動汽車的行駛里程,這對有效和安全的行程規劃至關重要。優化能效:精確的SOC測量可較大限度地減少能源浪費,同時較大限度地利用再生制動延長行駛里程。確保充電安全:BMS利用SOC讀數來調節電動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來保護電池壽命。它還能在動態充電曲線的引導下,確保單個電池的均衡充電,從而優化調整電流和電壓,保持電池健康并防止過度充電。在儲能系統中,BMS負責監控電池的狀態,確保電池的安全運行,并與儲能監控系統通信,實現對電池的管理。充電柜BMS管理平臺
BMS的安全保護功能包括過充保護、過放保護、短路保護、溫度保護等,確保電池組的安全運行。電單車BMS電池管理系統工廠
面向未來,BMS正朝著全生命周期管理與多能源協同方向演進。固態電池的商業化催生了新型界面監測技術,如QuantumScape的BMS通過超聲波探頭實時探測鋰枝晶生長,結合自修復電解質實現早期風險阻斷。鈉離子電池的電壓滯回特性促使BMS算法升級,多模型融合估算策略可將SOC誤差從5%壓縮至2.5%。在能源互聯網框架下,BMS與區塊鏈技術的結合實現了電池溯源與梯次利用的全程可信記錄,特斯拉的電池護照(Battery Passport)系統已覆蓋鈷、鎳等關鍵材料的供應鏈碳足跡。據彭博新能源財經預測,至2030年全球BMS市場規模將突破280億美元,其中AI驅動的預測性維護系統占比超45%,推動新能源產業邁入“安全-高效-可持續”三位一體的新紀元。電單車BMS電池管理系統工廠