什么是BMS鋰電池管理系統(tǒng),工作原理是什么
來源:存能電氣 日期:2019-03-20 09:12 瀏覽量:次
什么是BMS鋰電池管理系統(tǒng),工作原理是什么?鋰電池BMS管理系統(tǒng)就不像有些電池生產(chǎn)企業(yè)說的那樣可有可無,而是必須要有。鋰電池管理系統(tǒng)可以保障動力鋰電池組的使用安全,是鋰動力電池管理系統(tǒng)的首要任務(wù)。
什么是BMS鋰電池管理系統(tǒng)?
電池管理系統(tǒng)BMS,是電動汽車動力電池系統(tǒng)的重要組成。它一方面檢測收集并初步計算電池實時狀態(tài)參數(shù),并根據(jù)檢測值與允許值的比較關(guān)系控制供電回路的通斷;另一方面,將采集的關(guān)鍵數(shù)據(jù)上報給整車控制器,并接收控制器的指令,與車輛上的其他系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作。鋰電池管理系統(tǒng),不同電芯類型,對管理系統(tǒng)的要求往往并不一樣。
BMS動力鋰電池管理系統(tǒng)的原理:
鋰電池管理系統(tǒng)(BMS),通過檢測動力電池組中各單體電池的狀態(tài)來確定整個電池系統(tǒng)的狀態(tài),并根據(jù)它們的狀態(tài)對動力電池系統(tǒng)進(jìn)行對應(yīng)的控制調(diào)整和策略實施,實現(xiàn)對動力鋰電池系統(tǒng)及各單體的充放電管理以保證動力電池系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運行。
典型鋰電池管理系統(tǒng)拓?fù)鋱D結(jié)構(gòu)主要分為主控模塊和從控模塊兩大塊。具體來說,由中央處理單元(主控模塊)、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)檢測模塊、顯示單元模塊、控制部件(熔斷裝置、繼電器)等構(gòu)成。一般通過采用內(nèi)部CAN總線技術(shù)實現(xiàn)模塊之間的數(shù)據(jù)信息通訊。
基于各個模塊的功能,BMS能實時檢測動力鋰電池的電壓、電流、溫度等參數(shù),實現(xiàn)對動力電池進(jìn)行熱管理、均衡管理、高壓及絕緣檢測等,并且能夠計算動力電池剩余容量、充放電功率以及SOC&SOH狀態(tài)。
為什么鋰電池需要BMS管理系統(tǒng)?
鋰電池存在安全性差,時有發(fā)生爆炸等缺陷。尤其是鈷酸鋰為正極材料的鋰電池不能大電流放電,安全性較差。此外,幾乎所有種類的鋰電池過度充電或過度放電都會引起電芯不可逆轉(zhuǎn)的損傷。鋰電池對溫度也極為敏感:如果在溫度過高的狀況下使用,可能引起電解液分解、燃燒甚至爆炸;溫度過低將導(dǎo)致鋰電池的各項性能明顯惡化,影響設(shè)備的正常使用。
由于鋰電池制作工藝的限制,每個電池單元的內(nèi)阻、容量等均會存在差異。當(dāng)多個電池單元串聯(lián)使用時,會引起各個電芯的充放電速率不一致,這導(dǎo)致了電池容量的利用率低下。鑒于此,鋰電池在實際使用過程中通常需要專門的保護(hù)系統(tǒng)來監(jiān)控電池的健康狀態(tài),從而管理鋰電池的使用過程。
鋰電池管理系統(tǒng)能有效的對鋰電池組進(jìn)行有效的監(jiān)控、保護(hù)、能量均衡和故障警報,進(jìn)而提高整個動力電池組的工作效率和使用壽命。鋰電池由于其工作電壓高、體積小、質(zhì)量輕、能量密度大、無記憶效應(yīng)、無污染、自放電小、循環(huán)壽命長等眾多優(yōu)點而被廣泛使用在各種精密設(shè)備上。
盡管鋰電池比其他種類的電池有更多的優(yōu)點,但鋰電池處于嚴(yán)重過充電狀態(tài)下還存在爆炸的危險,造成鋰電池組損壞的同時還對使用者的人生安全造成威脅。因此,必須為鋰電池組配備一套具有針對性的鋰電池管理系統(tǒng)BMS從而對電池組進(jìn)行有效的監(jiān)控、保護(hù)、能量均衡和故障警報,進(jìn)而提高整個鋰電池工作效率和使用壽命。
鋰電池BMS管理系統(tǒng)有如下特點:
●鋰電池管理系統(tǒng)由管理主機(CPU)、電壓與溫度采集模塊、電流采集模塊和通信接口模塊組成。
●可檢測并顯示鋰電池組的總電壓、總電流、儲備電量;任一單體電池的電壓和電池箱的溫度;最高和最低單體電池電壓及電池編號、最高和最低溫度、電池組的充放電量。
●UPS電池主機還提供報警和控制輸出接口,對過壓、欠壓、高溫、低溫、過流、短路等極限情況進(jìn)行報警和控制輸出。
●提供RS232和CAN總線接口,可在計算機上直接讀取鋰電池管理系統(tǒng)上的所有信息。
鋰電池管理系統(tǒng)的主要目的就是保證電池系統(tǒng)的設(shè)計性能,從安全性、耐久性、動力性三個方面提供作用。安全性方面,即BMS管理系統(tǒng)能保護(hù)電池單體或電池組免受損壞,防止出現(xiàn)安全事故。耐久性方面,即使鋰電池工作在可靠的安全區(qū)域內(nèi),延長電池的使用壽命。動力性方面,即要將鋰電池的工作狀態(tài)在維持在滿足車輛要求的情況下。
好的鋰電池管理系統(tǒng)擁有溫度感應(yīng)器,能監(jiān)測到單個電池組的電壓,并在電池組封裝前檢測出性能低下的電池。優(yōu)秀的BMS同樣可以檢測鋰電池組的濕度從而避免事故的發(fā)生。
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