BMS分为纯硬件BMS保护板和软件结合硬件的BMS保护板。纯硬件的BMS保护板是一组比较固定的保护参数,根据自身采集到的电压、电流、温度等状态保护与恢复,不需要MCU参与,这样的保护板也就不具备通讯信息交互的功能。而软件+硬件的方式,MCU可以对信息的实时采集与外部交互,上传BMS保护板实时信息。一般为了更好地分析电池过去的状态,尤其是在故障分析和算法建模的时候,需要大量的数据支撑,这时候就需要log存储功能,尽可能多的记录BMS的数据。BMS中的电池均衡管理是什么?如何BMS工厂
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,会破坏电池的物理结构,从而导致电池的损坏。特种车辆BMS保护板均衡是BMS锂电池保护板中重要的一个环节。
锂电池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。锂电池保护板的电路,B+、B-分别是接电芯的正、负极;P+、P-分别是保护板输出的正、负极;T为温度电阻(NTC)端口。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、温度保护等。
在组成结构上,BMS 分为硬件与软件两大部分。硬件包含主控单元,通常由微控制器(MCU)或数字信号处理器(DSP)担当,负责数据处理与指令发出;电压、电流、温度采集电路,分别用于采集对应参数;保护电路在异常时切断电路;均衡电路实现电池电量平衡;通信接口电路支持多种通信协议,保障数据传输。软件涵盖底层驱动软件,负责硬件交互;电池管理算法,如 SOC 估算、SOH 评估、均衡及充放电控制算法等,是 BMS 重点;通信协议栈保障通信顺畅;用户界面软件则为用户提供直观操作界面。BMS故障可能导致电池组性能下降,缩短电池寿命,甚至引发安全故障。
锂电池保护板的设计需适配不同应用场景的差异化需求:1.电动汽车:高耐压设计(800V平台)、ASIL-D功能安全认证,支持快充(350kW)工况下的瞬时功率管理。典型案例:比亚迪刀片电池采用多层PCB保护板,集成液冷散热接口,温差控制±2℃。2.储能系统:支持簇级均衡与梯次利用,循环寿命>6000次,兼容磷酸铁锂(3.2V)与三元锂(3.7V)电芯。特斯拉Megapack储能柜采用模块化保护板,每模块单一管理,降低单点故障风险。3.消费电子:微型化设计(PCB面积<15mm×20mm),静态功耗<5μA,支持USB-PD/QC快充协议。大疆无人机电池内置多层保护板,集成自加热功能以应对低温飞行。对于电池管理系统而言,除了均衡功能外,均衡策略的制定同样非常重要。户外电源BMS研发
BMS保护板的被动均衡是将单体电池中容量较多的个体消耗掉,实现整体的均衡。如何BMS工厂
电池管理系统(BMS,Battery Management System)3. 竞争格局与挑战(1)市场竞争加剧头部企业主导:特斯拉、宁德时代(CATL)、比亚迪等车企与电池厂商自研BMS,形成技术壁垒。第三方供应商崛起:如ADI、NXP、均胜电子等芯片与方案商提供标准化BMS解决方案。(2)技术挑战算法瓶颈:SOC估算精度(目前普遍误差3%-5%),低温/老化条件下的可靠性。标准化缺失:不同电池类型(如磷酸铁锂vs三元锂)、厂商协议差异导致兼容性问题。成本压力:BMS占电池包成本10%-20%,需通过技术迭代降本。如何BMS工厂