电池管理系统(BatteryManagementSystem,BMS)作为锂电池组的中心操作单元,通过多维度监控与智能管理,维护电池安全、优化性能并延长寿命。其中心功能涵盖实时数据采集、动态安全保护、状态精细估算和及时通信交互。在电压监测方面,BMS借助高精度传感器(如误差低至±1mV的AFE芯片)实时追踪单体电池电压,确保三元锂电池工作于,防止过充导致的电解液分解或过放引发的电极结构崩塌。电流与温度监控则通过霍尔传感器和NTC热敏电阻实现,结合风冷、液冷或相变材料等热管理技术,将电池组温度稳定在15℃~35℃的理想区间,避免热失控。针对多串电池组中难以避免的电压差异,BMS采用被动均衡(电阻耗能)或主动均衡(能量转移)技术,前者成本低但效率有限,后者通过电容、电感或DC-DC转换器实现能量再分配,效率可达90%以上,明显缓和“木桶效应”对整体容量的制约。在电动汽车中,BMS确保电池组的性能和安全性,延长电池寿命,提高车辆续航能力和驾驶安全性。光伏板BMS芯片
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,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(通常称为过充保护电压)时,操控IC将判断电芯已处于过充电状态,操控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。深圳智慧动锂电子股份有限公司是从事锂电池保护管理系统(BMS)的技术开发及锂电池集成电路通路商的国家高新技术企业。 换电柜BMS电池管理系统品牌电池组续航明显下降或充电异常(如充不满、充放电时突然断电)。
BMS保护板的SOX算法估算方法。SOX包括SOC、SOE和SOP。SOC估计方法传统方法:安时积分法、开路电压法基于电池模型的方法:卡尔曼滤波法、粒子滤波算法神经网络算法:神经网络算法。SOP算法:根据电池的SOC和温度,查表确定持续充放电最大功率瞬时充放电最大功率。电芯的去极化速度,决定当前最大功率使用的频率。当SEI膜表面的Li离子堆积速度大于负极的吸收速度时候,就会发生电压下降,最大功率无法维持。因此,SOP的计算难点是峰值功率与持续功率如何过度?SOH算法:两点法计算SOH根据OCV-SOC曲线确定两个准确的SOC值,并安时累积计算这两个SOC之间的累积充入或放出电量,然后计算出电池的容量,从而得到SOH。算法有一定难度,需要大量的数据和模型,才能较准确的估算。
随着两轮电动车市场扩大,一系列管理问题也逐步凸显:换电需求上升:新国标的实施与碳中和的方针增长了我国电动车共享换电的需求通信基站、铁路等贵重电池的防盗需求也亚待解决。企业运营低效:电池厂商与换电运营商等企业缺少对电池的监控,无法掌握电池应用数据,难以减少故障电池召回、电池防盗、电池起火等运营问题。充电事故频发:全国每年因充电引起的火灾达300多起,火灾造成的死亡率接近50%,引起ZF高度重视。ZF监管困难:ZF急需推动新国标等政策下的电池、车辆行业规范发展,以降低监管难度并减少充电事故。深圳智慧动锂电子股份有限公司是一家锂电池安全管理技术综合服务商。设备显示电池故障代码,或温度、电压数据异常波动。
BMS保护板分为分口与同口保护板。保护板为了实现保护电池的功能,必须要能够主动切断电池主回路。因此,在电池包内部,电池的主回路是要经过保护板的。为了对充电和放电都能进行操作,保护板必须具有两个开关,分别作用于充电和放电回路。在同口保护板中,这两个开关串在一条线上,接到电池包外部,充电和放电都经过此线。而在分口保护板中,电池分出两根线,分别接充电开关和放电开关,再接到电池外部。之所以会出现同口和分口保护板,是为了降低成本:一般电动车锂电池包的充电电流要比放电电流小,如果两个开关串到一条线上,那么两个开关就得照着大的买。而分口的话,充电电流小,就可以用一个更小的开关。这里说的开关,其实就是MOSFET,是锂电保护板的主要成本,而且国内相关产品技术受限,重点部件需要进口。 BMS通过监控电池状态(电压/温度/SOC/SOH),均衡电芯,防止过充/过放/过热,延长电池寿命。低速电动车BMS管理系统工作原理
硬件(采集模块、主控单元)、软件(算法:SOC/SOH估算、均衡控制)、通信接口(CAN/RS485)。光伏板BMS芯片
BMS仍面临多重技术挑战。低温环境下锂电池内阻激增导致性能骤降,比亚迪的脉冲加热技术通过高频电流激励电池内部产热,可在-30℃低温中复原放电能力;内短路、析锂等隐性故障的早期检测依赖高成本实验手段,制约大规模应用。未来创新将围绕无线BMS(如通用汽车Ultium平台取消传统线束)、车网互动(V2G)能源协同及固态电池适配展开,后者因低内阻特性需开发新型均衡算法与管理方案。选型时需综合考虑电池化学体系(如磷酸铁锂需更宽电压检测范围)、环境适应性(高湿度场景选用灌胶防护)及维护策略(定期SOC校准避免电量虚标),从而比较大化BMS效能。作为连接电化学体系与终端应用的桥梁,BMS的智能化与高可靠化正推动新能源变化迈向新阶段。从动力电池组到智慧能源网络,其价值已超越单一“保护”功能,成为实现碳中和目标的中心技术引擎,持续带领能源存储与利用方式的深度变革。光伏板BMS芯片