电池保护板,顾名思义锂电池保护板主要是针对可充电(一般指锂电池)起保护作用的集成电路板。锂电池(可充型)之所以需要保护,是由它本身特性决定的。由于锂电池本身的材料决定了它不能被过充、过放、过流、短路及超高温充放电,因此锂电池锂电组件总会跟着一块带采样电阻的保护板和一片电流保险器出现。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。 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,有效降低了电池损坏甚至起火的风险。电单车BMS电池管理系统软件设计
BMS管理哪些东西?与BMS相关的几大块,电压、电流、温度、均衡,信息等,BMS保护板通过采集电压、电流、温度等信息,评估BMS当前状态。BMS首先对电池包进行信息采集,包括电压,电流,温度三个维度的信息提取。其次,BMS对电池包的SOX算法进行估算。然后BMS会对电池包进行安全诊断,包括过流,过压,欠压,高温,低温,断路的保护。再次是对电池包的能量进行管理,一般分为被动管理和主动管理两种类型。还会对电池包进行信息的管理,包含数据的整车交互以及日志的存储。如何BMS系统电池管理系统(BMS)的主要职责包括监控、保护和优化电池性能。
锂电池BMS保护板的过充保护:场效应管Q1、Q2可等效为两只开关,当Q1或Q2的G极电压大于1V时,开关管导通。导通开关管的D、S间内阻很小(数十毫欧姆),相当于开关闭合;当G极电压小于0.7V时,开关管截止,截止的开关管的D、S极间的内阻很大(几兆欧姆),相当于开关断开。电池包充电时,当锂动力电池包通过充电器正常充电时,随着充电时间的增加,电芯两端的电压将逐渐升高,当电芯电压升高到4.4V(通常称为过充保护电压)时,控制IC将判断电芯已处于过充电状态,控制IC将使Q2截止,此时电芯的B一极与保护电路的P-端之间处于断开状态并保持,即电芯的充电回路被切断,停止充电。
锂电池过充过放的本质:充电时,锂离子从正极板脱嵌,通过电解液嵌入到负极板上;放电时,锂离子从负极板上脱嵌,并经由电解液嵌入到正极板上;锂离子电池的充放电过程是锂离子在极板上的嵌入和脱嵌过程。充电时,随着锂离子的脱嵌,正极材料体积会发生一定量的收缩;放电时,随着锂离子的嵌入,正极材料体积会发生一定量的膨胀。过充时,正极晶格会产生崩塌,锂离子在负极会形成锂枝晶从而刺破隔膜,造成电池的损坏。过放时,正极材料活性变差,阻止锂离子的嵌入,电池容量急剧下降。如果发生正极材料体积过度膨胀,也会破坏电池的物理结构,造成电池的损坏。集中式BMS架构 集中式BMS具有成本低、结构紧凑、可靠性高的优点。
主动均衡技术主动均衡又称非能量耗散式均衡,其原理在充电和放电循环期间,是将能量高的电芯内的能量转移到能量低的电芯中去,使得电池PACK内的电荷得到重新分配,从而缩短充电时间,延长放电使用时间。在适用场景上,主动均衡更加适用于大容量、高串数的锂电池组应用。BMS被动均衡技术先于主动均衡在电动市场中应用,技术也较为成熟些。主动均衡则较为复杂,变压器方案的设计以及开关矩阵的设计无疑会使成本增加明显。但主动均衡相比采用能量传递分配的原则,因而能量利用率相比被动均衡更高。在实际应用中,主动均衡技术也被普遍认为更为高效和合理。例如,科列自主研发的双向DC-DC主动均衡芯片,它采用了先进的智能算法,能够快速有效地补偿电池组产生的差异,确保电池一致性,延长电池组的使用寿命和平均无故障时间。 BMS被动均衡技术先于主动均衡在电动市场中应用,技术也较为成熟些。光伏储能电池BMS软件设计
BMS的功能模块 BMS是连接车载动力电池和电动汽车的重要纽带。电单车BMS电池管理系统软件设计
BMS硬件保护板的主要功能包括几个方面:一,电池监控系统能够实时监测电池的关键参数,包括电压、电流和温度;第二,提供过压和欠压保护,有效防止电池在充电或放电过程中超出安全电压范围;第三,支持过流保护以防止电池在充电或放电过程中产生超过额定值的电流;第四,持续监测电池温度,及时阻止过热现象的发生;第五,在充电阶段通过平衡电池单体电压,以提高整体电池的使用寿命。BMS软件保护板的主要功能则包括以下方面:一,通过嵌入式算法实现电池状态的估计和控制,以确保良好性能;第二,支持与其他系统进行数据交换,例如与电动车系统之间的信息传递;第三,允许用户通过网络远程监测电池的实时状态,提高监管的便捷性;第四,积极收集、存储电池运行数据,并提供有效的分析工具,以便用户更好地了解电池性能并作出相应决策。 电单车BMS电池管理系统软件设计
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