電池保護系統(tǒng)中的SOP管理。SOP(StateofPower)表示當前電池能夠充電或者放電的閾值功率,它的精確估算可以比較大限度地提高電池的利用率。比如在加速時,可以供應閾值的功率而不傷害電池;在剎車時,可以盡量多地回收能量而不傷害電池,這樣可以保證車輛在行駛過程中不會因為欠壓或者過流而失去動力。精確的SOP估算非常重要,例如一組均衡較好的電池包,在處于高電量的狀態(tài)時,彼此間SOC相差很?。ㄒ话阈∮?%);但當SOC很低時,可能會出現(xiàn)某節(jié)電芯電壓急速下降的情況。為了保證每一節(jié)電芯電壓始終不低于過放電壓,SOP必須精確地估算出下一時刻該電芯能夠輸出的閾值輸出功率,以限制對電池的使用從而保護電池。同理,動能回收需要計算好的SOP保證電壓比較高的某節(jié)電芯不會進入過充保護,也不能進入過流保護。 電池包一般是由電池模組、熱管理系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)(BMS)、電氣系統(tǒng)及結構件組成。高科技BMS代理商
船用液冷儲能柜BMS電池管理系統(tǒng)采用兩級架構,每一套電池管理系統(tǒng)由電池模組管理單元BMU、電池簇管理單元BCU組成。BMS系統(tǒng)具有模擬信號高精度檢測及上報,故障告警、上傳和存儲,電池保護,參數設置;被動均衡,電池組SOC標定、操作賬號權限與密碼管理、與其它設備信息交互等功能。從控單元BMU通過對各單體電池的電壓和溫度進行精確采集,實現(xiàn)對電池狀態(tài)的實時監(jiān)控。模塊具有可靠的數據通訊功能,系統(tǒng)運行過程中,可實現(xiàn)與電池管理系統(tǒng)主控單元或者其他設備之間的通訊。主控單元BCU是電池管理系統(tǒng)的控制中樞,它通過與從控單元通訊實現(xiàn)對電池單體電壓、溫度等的檢測,并檢測電池組總電壓、充放電流、對地絕緣電阻等外特性參數,按照特定的算法對電池內部狀態(tài)(容量、SOC、SOH等)進行估算和監(jiān)控,在此基礎上實現(xiàn)了對電池組的充放電管理、熱管理、絕緣檢測、單體均衡管理和故障報警;它可以通過通信總線實現(xiàn)與PCS、EMS等實現(xiàn)數據交換,通過菊花鏈實現(xiàn)與BMU通訊。 充電柜BMS電池管理系統(tǒng)BMS保護板的被動均衡就是將單體電池中容量稍多的個體消耗掉,實現(xiàn)整體的均衡。
入局BMS制造的廠商有幾類:一類是動力電池BMS中具主導能力的終端用戶-車廠,事實上國外BMS制造實力較強的也就是車廠,如通用、特斯拉等;國內有比亞迪、華霆動力等。第二類是電池廠,包含電芯廠商與做pack的廠商,如三星、寧德時代、欣旺達、德賽電池、拓邦股份、等;第三類專業(yè)的BMS制造商,此類廠商有多年的電力電子技術積累,有高校背景或相關企業(yè)背景的研發(fā)團隊,如億能電子、杭州高特電子、協(xié)能科技、等企業(yè)。目前看來儲能電池的終端用戶沒有加入BMS研發(fā)與制造的需求與具體行動,可以認為儲能電池BMS行業(yè)缺乏一個占據了重要優(yōu)勢的參與者,給電池廠以及專注做儲能BMS的廠商留下了巨大的發(fā)展空間。儲能市場一旦確立,將給予電池廠與專業(yè)BMS生產廠商以非常大的發(fā)揮空間。在未來專業(yè)電動汽車的BMS生產廠商也極有可能成為大規(guī)模儲能項目使用的BMS供應商的重要組成部分?,F(xiàn)階段,各個儲能系統(tǒng)供應商提供的BMS缺乏統(tǒng)一標準。不同廠家對BMS的設計、定義都不同,而且根據各家適配電池的不同,采用的SOX算法、均衡技術、上傳的通信數據內容可能也各不相同。在BMS的實際應用中,這樣的差異會增加應用成本,不利于產業(yè)發(fā)展。因此,以后BMS的標準化、模塊化也將是一個重要的發(fā)展方向。
均衡是BMS中非常重要的一個環(huán)節(jié),你是不是遇到過因為某一節(jié)電芯電壓異常導致電池包使用容量變少的問題問題,BMS是遵循短板效應的,因為某一節(jié)電芯的電壓比較低會導致SOX的估算直接不準,明明其他電芯還有電,但是確有勁無處使,對電池包的影響還是非常大的。關于均衡還是比較麻煩的,這里就不展開說了。當前的均衡控制策略中,有以單體電壓為控制目標參數的,也有人提出應該用SOC作為均衡控制目標參數。以單體電壓為例:首先設定一對啟動和結束均衡的閾值:例如一組電池中,單體電壓極值與這組電壓平均值的差值達到30mV時啟動均衡,5mV結束均衡。BMS按照固定的采樣周期采集單體電壓,計算平均值,再計算每個單體電壓與均值的差值;如果MAX的一個差值達到了30mV,BMS就需要啟動均衡程序;在均衡過程中持續(xù)步驟2,直到差值都小于5mV,結束均衡。BMS多重安全防護系統(tǒng)有效防止過充、過放、過流、過壓等問題,確保用戶和設備安全。
電池保護板的自身參數,比如自耗電分為工作自耗電和靜態(tài)(睡眠)自耗電,保護板自耗電的電流一般是ua級別。工作自耗電電流較大,主要為保護芯片、mos驅動等消耗。保護板的自耗電太大會過多消耗電池電量,如果長時間擱置的電池,保護板自耗電可能導致電池虧電。自耗電和內阻等,他們不起保護作用,但是對電池的性能是有影響的。保護板的主回路內阻也是一個很重要的參數,保護板的主回路內阻主要來源于pcb板上鋪設阻值,mos的阻值(主要)和分流電阻的阻值。在保護板進行充放電時,特別是mos部分,會產生大量的熱,因此一般保護板的mos上都需要貼一大塊的鋁片用于導熱和散熱。除了這些基本功能以外,為了使用不同的應用場景個需求,保護板還有各種各樣的附加功能(如均衡),特別是帶軟件的保護板,功能更是異常豐富,比如藍牙、wifi、GPS、串口、CAN等應有盡有,再高階一點,就成了電池管理系統(tǒng)了(BMS)。 BMS電池保護板也可以按照電芯材料來區(qū)分。鉛酸改鋰電池BMS工廠
BMS被動均衡技術先于主動均衡在電動市場中應用,技術也較為成熟些。高科技BMS代理商
測量電池容量的理想方法是庫侖計數法,即通過測量一段時間內流入和流出的電流,進而得到流入或者流出電量。SOC=總容量-(放電電流-充電電流)*時間根據電池測量系統(tǒng)的不同,有多種測量放電或充電電流的方法。電流分流器:分流器是一個低歐姆電阻器,用于測量電流。整個電流流經分流器并產生電壓降,然后進行測量。這種方法會在電阻器上產生輕微的功率損耗?;魻栃獋鞲衅鳎哼@種傳感器通過磁場變化測量電流。它消除了電流分流器典型的功率損耗問題,但成本較高,且無法承受大電流。巨磁電阻(GMR)傳感器:這種傳感器用作磁場檢測器,比霍爾效應傳感器更靈敏(也更昂貴)。它們的精確度很高。庫侖測量涉及的計算相當復雜,主要由微控制器完成。庫侖計數法是一種安培小時積分法,可有效量化一段時間內的電量,提供動態(tài)、連續(xù)的狀態(tài)更新。開路電壓(OCV)通過計算電壓與電量之間的直接關系,快速評估剩余電量。不過,庫侖計數法會因傳感器漂移或電池性能變化而隨時間累積誤差,而開路電壓則也可能受到溫度波動和電池老化的影響。 高科技BMS代理商
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