目前BMS架构主要分为集中式架构和分布式架构。集中式BMS将所有电芯统一用一个BMS硬件采集,适用于电芯少的场景。集中式BMS具有成本低、结构紧凑、可靠性高的优点,一般常见于容量低、总压低、电池系统体积小的场景中,如电动工具、机器人(搬运机器人、助力机器人)、IOT智能家居(扫地机器人、电动吸尘器)、电动叉车、电动低速车(电动自行车、电动摩托、电动观光车、电动巡逻车、电动高尔夫球车等)、轻混合动力汽车。目前行业内分布式BMS的各种术语五花八门,不同的公司,不同的叫法。动力电池BMS大多是主从两层架构。储能BMS则因为电池组规模较大,多数都是三层架构,在从控、主控之上,还有一层总控。对于电池管理系统(BMS)而言,除了均衡功能外,均衡策略的制定同样非常重要。电摩BMS电池管理系统
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精致的保护板和一片电流保险器出现。锂电池的保护功能通常由保护电路板和PTC等电流器件协同完成,保护板是由电子电路组成,在-40℃至+85℃的环境下时刻准确的监视电芯的电压和充放回路的电流,及时控制电流回路的通断;PTC在高温环境下防止电池发生恶劣的损坏。保护板通常包括控制IC、MOS开关及辅助器件NTC、ID、存储器等。其中控制IC,在一切正常的情况下控制MOS开关导通,使电芯与外电路沟通,而当电芯电压或回路电流超过规定值时,它立刻控制MOS开关关断,保护电芯的安全。NTC是Negativetemperaturecoefficient的缩写,意即负温度系数,在环境温度升高时,其阻值降低,使用电设备或充电设备及时反应、控制内部中断而停止充放电。ID是Identification的缩写,即身份识别的意思它分为两种:一是存储器,常为单线接口存储器,存储电池种类、生产日期等信息;二是识别电阻。两者可起到产品的可追溯和应用的限制。锂电池BMS价格均衡是BMS中非常重要的一个环节。
BMS涉及4种芯片,即电池充电、电池电量计、电池监视芯片、电池保护芯片。BMS的4种电池管理芯片有效解决荷电状态估算、电池状态监控、充电状态管理以及电池单体均衡等问题,以达到保证电池系统的平稳运行,延长电池使用寿命。芯查查显示,国内电池管理芯片主要参与者仍主要为海外企业,在营业收入及产品型号种类上差异悬殊。各种BMS芯片的作用:电池充电芯片通过调节电池充电的电压、电流和时间等参数,确保电池充电安全高效。电池电量计芯片根据电池的充电需求和使用情况,智能决定充电的时间和速度。电池状态监测芯片实时监测电池的电量、温度、状态等,并提供相关的数据预测和警示。安全保护芯片的功能包括过热保护、过充保护、短维持保护等,确保电池充电安全。
电池保护板的自身参数,比如自耗电分为工作自耗电和静态(睡眠)自耗电,保护板自耗电的电流一般是ua级别。工作自耗电电流较大,主要为保护芯片、mos驱动等消耗。保护板的自耗电太大会过多消耗电池电量,如果长时间搁置的电池,保护板自耗电可能导致电池亏电。自耗电和内阻等,他们不起保护作用,但是对电池的性能是有影响的。保护板的主回路内阻也是一个很重要的参数,保护板的主回路内阻主要来源于pcb板上铺设阻值,mos的阻值(主要)和分流电阻的阻值。在保护板进行充放电时,特别是mos部分,会产生大量的热,因此一般保护板的mos上都需要贴一大块的铝片用于导热和散热。除了这些基本功能以外,为了使用不同的应用场景个需求,保护板还有各种各样的附加功能(如均衡),特别是带软件的保护板,功能更是异常丰富,比如蓝牙、wifi、GPS、串口、CAN等应有尽有,再高阶一点,就成了电池管理系统了(BMS)。BMS保护板的被动均衡就是将单体电池中容量较多的个体消耗掉,实现整体的均衡。
2024年BMS将出现几大变革1、打通BMS和EMS随着储能系统被纳入各类电力市场交易主体,其盈利模式变得多样化,需要更高的数据处理和预测能力来优化收益。BMS和EMS的整合将使储能系统能够更好地处理复杂的数据源和庞大的数据管理需求。这种整合不仅增强系统的数据处理能力,还能够帮助预测电价走势,优化电池充放电策略,从而提高储能的整体收益。2、从BMS向EMS跨进在工商业市场,储能系统需要具备更高级别的能量管理和综合控制能力,以满足复杂的能源需求和交易策略。BMS+EMS一体化集控单元的出现,揭示了储能管理系统从单纯的关注电池管理扩展到了整个能源系统的管理。这样的跨步能够实现更多面化的监控和更灵活的交易策略,为工商业用户提供更高效的能源解决方案。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。家庭储能BMS方案开发
BMS系统保护板能实现电池的平衡管理,确保多节电池电动车的每节电池在充放电过程中的压差较小。电摩BMS电池管理系统
充电管理芯片根据工作模式可分为开关模式、线性模式和开关电容模式。线性模式适用于小功率便携电子产品,对充电电流、效率要求不高,通常不高于1A,但对体积、成本则有较高要求。开关模式效率高,适用于大电流应用,且应用较灵活,可根据需要设计为降压、升压或升降压架构,常用的快充方案通常都是开关模式。开关电容模式可以做到高达97%以上的效率,但由于架构的原因,其输出电压与输入电压通常成一个固定的比例关系,实际应用中通常与开关型充电管理芯片配合使用。电摩BMS电池管理系统