鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:510次 | 2023年11月23日
鋰電池管理系統(tǒng)完整指南
鋰離子電池廣泛用于不同的應(yīng)用。 鋰離子電池的材料化學(xué)性質(zhì)無(wú)法承受過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流、短路和超高溫。 所以鋰離子電池需要BMS來(lái)保證電池的可靠和安全。 電池管理系統(tǒng)是鋰離子電池的大腦,負(fù)責(zé)報(bào)告電池的狀態(tài)和健康狀況。 讓我們從這篇文章中得到一個(gè)更好的理解。
一、什么是BMS管理系統(tǒng)?
電池上的BMS是電路保護(hù)元件。 電池管理系統(tǒng)用于鋰離子電池、磷酸鐵鋰電池組和鋰聚合物電池。 BMS監(jiān)控和控制電池的電壓和電流。
電池BMS的主要組成部分:
印刷電路板。 常見(jiàn)的PCB板類型有單板、雙面板和四層板三種。
鋰電池最好的BMS IC必須采用名牌IC,這決定了價(jià)格和質(zhì)量。
Mosfet 在電路中充當(dāng)開(kāi)關(guān)。 然而,MOSFET的導(dǎo)通電阻會(huì)影響電池性能。 高品質(zhì)的Mosfet導(dǎo)通電阻更小,使得鋰電池的導(dǎo)通電阻更小,負(fù)載更強(qiáng)。 此外,高質(zhì)量的MOSFET功耗極低。
NTC,測(cè)量鋰離子電池的側(cè)面溫度。
二、BMS 如何工作?
激活電池管理系統(tǒng)
當(dāng)BMS P+、P-處于保護(hù)狀態(tài)時(shí)無(wú)輸出。 將B+和B-短接即可激活BMS,Dout和Cout將處于低電平(保護(hù)的兩個(gè)端口為高電平保護(hù))。 狀態(tài)支持開(kāi)關(guān)打開(kāi)。
收費(fèi)
P+和P-連接充電器的正負(fù)極。 充電電流通過(guò)MOS對(duì)電池進(jìn)行充電。 保護(hù)IC的VDD和VSS為電源端和電芯電壓檢測(cè)端。 電池單元的電壓持續(xù)升高。 當(dāng)升到電芯的保護(hù)電壓(過(guò)充保護(hù)電壓)時(shí),此時(shí)COUT會(huì)輸出高電平,關(guān)斷相應(yīng)的MOS開(kāi)關(guān),充電電路也隨之關(guān)閉。 ,過(guò)充保護(hù)后,電芯電壓會(huì)下降。 當(dāng)下降到IC電壓閾值(過(guò)充保護(hù)恢復(fù)電壓)時(shí),Cout恢復(fù)低電平狀態(tài),開(kāi)啟MOS管。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
放電
當(dāng)電池放電時(shí),IC 的 VDD 和 VSS 也會(huì)檢測(cè)電池電壓。 當(dāng)電芯電壓下降到IC閾值(過(guò)放保護(hù)電壓)時(shí),Dout隨機(jī)輸出高電平,關(guān)閉相應(yīng)的MOS管。 放電電路斷開(kāi)。 過(guò)放保護(hù)后,電芯電壓會(huì)上升。 當(dāng)上升到閾值電壓(過(guò)放保護(hù)恢復(fù)電壓)時(shí),Dout恢復(fù)低電平,導(dǎo)通MOS開(kāi)關(guān)。
過(guò)流、短路
當(dāng)放電過(guò)程中主電路電流過(guò)大時(shí),由于MOS飽和導(dǎo)通的內(nèi)阻,電流在B-、P-之間流過(guò)時(shí),MOS管兩端會(huì)產(chǎn)生壓降,保護(hù)V - 而IC的VSS(通過(guò)R2)會(huì)隨時(shí)檢測(cè)兩端電壓,當(dāng)電壓上升到保護(hù)IC的檢測(cè)閾值(一般為0.15V,放電檢測(cè)過(guò)流電壓)時(shí),Dout立即輸出高電平關(guān)斷相應(yīng)的MOS管,放電電路斷開(kāi)。
NTC工作流程
電池運(yùn)行時(shí)不會(huì)出現(xiàn)過(guò)沖、過(guò)流和過(guò)放電的情況。 然而,由于長(zhǎng)時(shí)間工作,電池溫度會(huì)升高,因此將NTC放置在靠近電池單元的位置以監(jiān)測(cè)電池溫度。 隨著溫度升高,NTC的電阻會(huì)增大。 當(dāng)電阻下降到設(shè)定值時(shí),CPU會(huì)發(fā)出關(guān)機(jī)命令,停止對(duì)電池充電,從而保護(hù)電池。
BMS具有過(guò)充、放電、短路、溫度保護(hù)等保護(hù)功能。
三、智能電池管理系統(tǒng)與硬件電池管理系統(tǒng)的區(qū)別
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
硬件BMS的技術(shù)比智能電池管理系統(tǒng)更穩(wěn)定。 軟件工程師對(duì)管理或監(jiān)控電池組狀態(tài)的硬件 BMS 進(jìn)行編碼。 BMS是鋰離子電池的大腦。 我們不僅擅長(zhǎng)BMS的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā),更擅長(zhǎng)風(fēng)險(xiǎn)排查。 電池管理系統(tǒng)管理鋰離子電池的性能。 智能BMS具有UART、I2C、CANBUS、rs232、rs485通信協(xié)議。 智能BMS比硬件BMS更安全、更智能。
CMB工程團(tuán)隊(duì) 始終追求鋰離子充電電池組和BMS的可靠和卓越性能。
四、電池管理系統(tǒng)的主要功能
過(guò)充保護(hù)
過(guò)充保護(hù)是指鋰電池在充電過(guò)程中,隨著電壓升高超出合理范圍,會(huì)帶來(lái)不確定的危險(xiǎn)。 保護(hù)板的過(guò)充保護(hù)功能是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池組的電壓。 當(dāng)充電到安全電壓范圍頂部時(shí),它會(huì)切斷電源,防止電壓繼續(xù)升高,從而起到保護(hù)作用。
充電時(shí),保護(hù)板會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池組每串電壓,只要其中一串達(dá)到過(guò)充保護(hù)值(默認(rèn)充電電壓3.75V±0.05V),保護(hù)板將切斷電源,整組鋰電池將停止充電。
過(guò)放保護(hù)
過(guò)放保護(hù)是指鋰電池在放電過(guò)程中,隨著電壓下降,如果電量全部放完,鋰電池內(nèi)部的化學(xué)物質(zhì)就會(huì)失去活性,導(dǎo)致無(wú)法充電或容量下降。 保護(hù)板的過(guò)放保護(hù)功能是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池組的電壓。 當(dāng)電池電壓放電到最低點(diǎn)時(shí),它會(huì)切斷電源,防止電壓繼續(xù)下降,從而起到保護(hù)作用。
放電時(shí),保護(hù)板會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池組每串電壓,只要其中一串達(dá)到過(guò)放保護(hù)值(三元默認(rèn)過(guò)放電壓為2.7V±0.1) V,鐵鋰默認(rèn)過(guò)放電壓為2.2VV±0.1V),保護(hù)板將切斷電源,整組鋰電池停止放電。
過(guò)流保護(hù)
過(guò)流保護(hù)是指鋰電池向負(fù)載供電時(shí),電流會(huì)隨著電壓和功率的變化而變化。 電流大時(shí),很容易燒壞保護(hù)板、電池或設(shè)備。 保護(hù)板的過(guò)流保護(hù)功能是在充放電過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池組的電流。 過(guò)流保護(hù)電路在電流超過(guò)安全范圍時(shí)切斷電流,以保護(hù)電池或設(shè)備免受損壞。
充放電時(shí),保護(hù)板會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池組的電流。 一旦達(dá)到設(shè)定的過(guò)流保護(hù)值,保護(hù)板將切斷電源,整個(gè)鋰電池將停止充放電。
短路保護(hù)
當(dāng)電池的正負(fù)極在沒(méi)有任何負(fù)載的情況下直接連接時(shí),就會(huì)形成短路。 短路可能會(huì)導(dǎo)致電池和設(shè)備損壞。
當(dāng)鋰電池意外造成短路(如接錯(cuò)線、接錯(cuò)線、進(jìn)水等)時(shí),保護(hù)板會(huì)在極短的時(shí)間內(nèi)(0.00025秒)切斷電流的流動(dòng),從而起到保護(hù)電池的作用。保護(hù)作用。
溫度保護(hù)
溫控保護(hù):硬件保護(hù)板的溫控探頭焊接在保護(hù)板內(nèi)部的主板上,不能插拔。 溫控探頭可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池組或工作環(huán)境的溫度變化。 電池組的溫控保護(hù)系統(tǒng),當(dāng)溫度超過(guò)設(shè)定值(默認(rèn):充電-20~55℃,放電-40~75℃)時(shí),將斷開(kāi)充放電。 當(dāng)溫度恢復(fù)到合理范圍時(shí)系統(tǒng)將重新連接充放電。
余額保護(hù)
被動(dòng)均衡是指當(dāng)電池串之間出現(xiàn)電壓不一致時(shí),充電過(guò)程中保護(hù)板會(huì)調(diào)整各串電壓一致。
當(dāng)保護(hù)板檢測(cè)到鋰電池組之間存在電壓差時(shí)。 充電時(shí),當(dāng)高壓串?dāng)?shù)量達(dá)到平衡值(LiNiCoMnO30:35V,LiFePO2:4.13V)時(shí),保護(hù)板通過(guò)平衡電阻從高壓串中放電(消耗)約4-3.525mA,并且其他低壓串繼續(xù)充電直至充滿。
電池BMS是電池組的心臟。 電池管理系統(tǒng) (BMS) 報(bào)告鋰離子電池組的電池狀態(tài)和性能。 很明顯,清楚地證實(shí)了 電子請(qǐng)求 將BMS解決方案與鋰離子電池相匹配。 然后您就可以獲得可靠的BMS和鋰電池組。
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