影響單體鋰離子電池SOH的副反應(yīng)。對(duì)于理想的鋰離子電池,在充放電過程中只考慮鋰離子在正負(fù)極之間的嵌入和脫出,可以認(rèn)為不存在鋰離子的不可逆消耗,容量沒有衰減。但實(shí)際上,鋰離子電池在循環(huán)使用過程中,每時(shí)每刻都有副反應(yīng)存在,伴隨著活性物質(zhì)不可逆消耗等,并逐漸累積,影響電池的SOH。通常造成活性物質(zhì)不可逆消耗的主要因素有:正極材料的溶解;正極材料的相變化;電解液的分解;過度充電;界面膜的形成;集流體的腐燭。影響動(dòng)力電池組SOH的因素當(dāng)單體動(dòng)力電池壽命一定時(shí),動(dòng)力電池的連接方式、電池組內(nèi)單體電池的數(shù)量及其不一致程度都是影響動(dòng)力電池組壽命的因素。電池組在實(shí)際使用過程中,優(yōu)先采用先并后串的成組方式,不僅可以提高電池組的性能可靠性,還能保證電池組的使用壽命。BMS鋰電池保護(hù)板涉及4種芯片,即電池充電、電池電量計(jì)、電池監(jiān)視芯片、電池保護(hù)芯片。硬件BMS電池管理系統(tǒng)保護(hù)板
BMS系統(tǒng)保護(hù)板的功能:電池充放電狀態(tài)監(jiān)測(cè):BMS系統(tǒng)保護(hù)板能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電池的電壓、電流、溫度等關(guān)鍵參數(shù),確保電池在安全的工作范圍內(nèi)運(yùn)行。過充與過放保護(hù):當(dāng)電池充電時(shí),如果電壓超過設(shè)定的安全范圍,BMS系統(tǒng)保護(hù)板會(huì)立即斷開充電電路,防止電池過充;同樣地,當(dāng)電池放電時(shí),如果電壓低于設(shè)定的安全范圍,BMS系統(tǒng)保護(hù)板會(huì)及時(shí)斷開放電電路,防止電池過放。溫度保護(hù):通過溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池的溫度,當(dāng)溫度過高或過低時(shí),BMS系統(tǒng)保護(hù)板會(huì)采取相應(yīng)的措施,如降低充電電流或停止充電,以保護(hù)電池不受損害。短路保護(hù):BMS系統(tǒng)保護(hù)板還具有短路保護(hù)功能,當(dāng)檢測(cè)到電池組內(nèi)部或外部發(fā)生短路時(shí),會(huì)立即切斷電源,防止短路損害。平衡管理:對(duì)于多節(jié)電池的電動(dòng)車,BMS系統(tǒng)保護(hù)板還能實(shí)現(xiàn)電池的平衡管理,確保每節(jié)電池在充放電過程中的壓差較小,從而提高整個(gè)電池組的使用壽命和性能。便攜式電源BMS電池管理系統(tǒng)方案開發(fā)BMS硬件保護(hù)板的主要功能有幾個(gè)方面。
兩輪電動(dòng)車BMS行業(yè)內(nèi)成為兩輪電動(dòng)車電池保護(hù)板分為硬件板與軟件板。所謂硬件板,就是保護(hù)板上沒有可以進(jìn)行編程的芯片,只是按照特定的線路進(jìn)行連接,保護(hù)板的參數(shù)是固定的。這一類保護(hù)板一般成本較低,功能簡(jiǎn)單,很難實(shí)現(xiàn)邏輯上的特殊控制要求。而軟件板則是在硬件板的基礎(chǔ)上,加了可以編程的芯片,因此這類保護(hù)板除了實(shí)現(xiàn)基本功能以外,還能實(shí)現(xiàn)很多特殊的功能。只要通過修改程序和添加外設(shè),實(shí)現(xiàn)更多功能,比如遠(yuǎn)程引爆車輛中的鋰電池。
與System-side電量計(jì)相比,Pack-side電量計(jì)芯片直接采樣電芯電壓,電壓更準(zhǔn)確,有利于提高電量計(jì)量、充電以及保護(hù)精度;Pack-side采用可集成加密認(rèn)證算法的電量計(jì),綜合成本更低;Pack-side電池保護(hù)板PCM電壓、電流、溫度校準(zhǔn)更容易,項(xiàng)目開發(fā)周期更短;Pack-side電量計(jì)面對(duì)可插拔電池時(shí)RAM數(shù)據(jù)不丟失,數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確。電池計(jì)量芯片屬數(shù)模混合信號(hào)芯片,涉及計(jì)量算法、AFE/ADC及計(jì)算電路等,關(guān)鍵技術(shù)體現(xiàn)在計(jì)量精度、管理電池串?dāng)?shù)、平臺(tái)電壓、功耗水平等。其中AFE自帶ADC,可以進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換,但需要配合嵌入式微控制器(MCU)才能實(shí)現(xiàn)電量計(jì)功能。BMS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。
工商業(yè)儲(chǔ)能電池管理系統(tǒng)(BMS)的主要功能包括提供過充、過放、過流、過溫、欠溫、短路及限流保護(hù)1。此外,BMS還能在充電過程中進(jìn)行電壓均衡,并通過后臺(tái)軟件進(jìn)行參數(shù)配置和數(shù)據(jù)監(jiān)控。這些系統(tǒng)通常與多種不同類型的PCS(Power Conversion System)進(jìn)行通訊,并聯(lián)合對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行智能化管理。大型儲(chǔ)能保護(hù)板是用于對(duì)電池模塊進(jìn)行管理的硬件,它確保電池能夠以健康安全的狀態(tài)穩(wěn)定運(yùn)行。這些保護(hù)板通常具備多層級(jí)BMS協(xié)同安全防護(hù)技術(shù),提供長(zhǎng)循環(huán)壽命和高安全防護(hù)。它們還能夠根據(jù)需要并聯(lián)多組電池,滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的容量擴(kuò)展需求。BMS電池保護(hù)板是鋰離子電池組的"大腦"。家用儲(chǔ)能BMS電池管理系統(tǒng)工作原理
BMS鋰電池保護(hù)板將朝著高集成度、多功能化和智能化的方向發(fā)展。硬件BMS電池管理系統(tǒng)保護(hù)板
測(cè)量電池容量的理想方法是庫(kù)侖計(jì)數(shù)法,即通過測(cè)量一段時(shí)間內(nèi)流入和流出的電流,進(jìn)而得到流入或者流出電量。SOC=總?cè)萘?(放電電流-充電電流)*時(shí)間根據(jù)電池測(cè)量系統(tǒng)的不同,有多種測(cè)量放電或充電電流的方法。電流分流器:分流器是一個(gè)低歐姆電阻器,用于測(cè)量電流。整個(gè)電流流經(jīng)分流器并產(chǎn)生電壓降,然后進(jìn)行測(cè)量。這種方法會(huì)在電阻器上產(chǎn)生輕微的功率損耗。霍爾效應(yīng)傳感器:這種傳感器通過磁場(chǎng)變化測(cè)量電流。它消除了電流分流器典型的功率損耗問題,但成本較高,且無法承受大電流。巨磁電阻(GMR)傳感器:這種傳感器用作磁場(chǎng)檢測(cè)器,比霍爾效應(yīng)傳感器更靈敏(也更昂貴)。它們的精確度很高。庫(kù)侖測(cè)量涉及的計(jì)算相當(dāng)復(fù)雜,主要由微控制器完成。庫(kù)侖計(jì)數(shù)法是一種安培小時(shí)積分法,可有效量化一段時(shí)間內(nèi)的電量,提供動(dòng)態(tài)、連續(xù)的狀態(tài)更新。開路電壓(OCV)通過計(jì)算電壓與電量之間的直接關(guān)系,快速評(píng)估剩余電量。不過,庫(kù)侖計(jì)數(shù)法會(huì)因傳感器漂移或電池性能變化而隨時(shí)間累積誤差,而開路電壓則也可能受到溫度波動(dòng)和電池老化的影響。硬件BMS電池管理系統(tǒng)保護(hù)板