一、電池管理系統BMS概述及分類

2021 年 06 月 11 日

 

電池管理系統的一個概述和分類。

    鋰電池和鉛酸電池相比,鋰電池的性能特點決定了它不可過充、過放、過溫、過流、短路等特點。所以為保證鋰電池高安全長壽命的運行,為保證電池高安全、長壽命工作,采用電子(和)電氣元件設計成電路對電池的電壓、溫度、電流、絕緣狀態等實時監控,動態估算SOC、進行過充、過放、過溫、過流、漏電等保護,進行均衡、與外設進行通信進而實現系統協同控制等,這是電池管理系統的基本作用。  

    分類主要兩大塊。一塊其實是比較低端的,另一塊是電池管理系統。保護板早期主要是以硬件為主,現在逐漸智能化,對通信、監控提出了一些要求,逐漸延伸出軟件類的保護板。電池管理系統主要分為二級架構管理系統以及三級架構管理系統。當然也有中間過渡地段,對于一些100V之內的系統存在主控和從控寄存在一體的,一體機這樣的產品,這是整個電池管理系統的一些分類。

       1硬件保護板硬件保護板適用于鋰電池1串到32100V之內的系統。通常具備電壓和電流的保護功能,部分高端芯片有溫度保護、斷線保護以及其他保護均衡功能。主要應用領域包括大家使用的手機、吸塵器、電動牙刷、路燈、電動工具,電動自行車、房車電源等。

       2軟件保護板軟件保護板最低的串數是2,我們現在跟國際大型的智能機器人的合作,2串可以做到帶通信、帶估算的軟件板。高的做到32為主,具備溫度電壓、電流采集功能和SOC估算功能,也可以根據策略進行均衡,實現外部通信。主要應用領域有基站的備用電源、家庭儲能、機器人、AGV、高端的電動自行車、電摩、換電電池包等,像電動自行車鋰電化在2010年有應用,當時是以三元為主,一般都是采用低端的硬件板。

    保護板跟BMS最主要的區別是:保護板所有的保護動作都是從這個板子上過的,不配合外面的電器、機械部件,整個通過半導體實現,實現基本的保護動作,所以它叫保護板。

       3BMS電池管理系統電池管理系統相對比較復雜,早期的有二級架構,二級架構一般是一個主控,將一系列從控,一般電壓范圍是在1500V之內主控和從控之間進行,5年之內由于成本的挑戰,主要應用于乘用車、商用車等,儲能一般是幾十KWh到百KWh規模的儲能系統。三級架構的BMS包括從控和主控,從控和主控構成的是電池觸的管理,然后兆瓦級以上的儲能系統需要在簇管理上再有一層架構,形成三層管理架構,綜合管理PAS遠程監控系統等交互。由于成本考慮,在100V之內的一些應用領域就誕生了一體機,因為做成主控和從控需要多個接口,誕生了主控和從控集成在一起這樣的一個產品。當然因為它一般控制的電流都比較大,通過通信控制外部機械開關,一般是繼電器控制充放電電流跟截斷充放電電流,達到鋰電池的保護功能。一般應用場景在72V的低速車上應用較為普遍,一般是24串之內的,現在部分單簇儲能項目行業內出現最高60串的管理,200V之內的一體機的系統,這是分類。


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