锂电池保护板的工作原理并不复杂,却十分精密。它由微控制器、MOS管、电阻、电容等电子元件共同构成,通过实时监测电池的电压和电流等关键参数,确保电池始终处于安全的工作状态。一旦发现电压或电流超出设定的安全范围,微控制器会迅速响应,指挥MOS管执行相应的动作,从而实现对电池充放电的有效控制。随着新能源电动汽车、无人机、移动电源等领域的飞速发展,锂电池保护板的应用场景越来越广。无论是在高海拔地区的无人机飞行,还是深海中的水下设备供电,亦或是电动汽车的长途行驶,锂电池保护板都在默默地发挥着其至关重要的作用。它不仅保障了设备的正常运行,更守护着用户的生命财产安全。通过平衡管理,锂电池保护板能够确保电池组内各节电池的压差不大,从而提高整个电池组的充放电性能。储能锂电池保护板软件设计
目前锂电池保护板架构主要分为集中式架构和分布式架构。集中式锂电池保护板将所有电芯统一用一个锂电池保护板硬件采集,适用于电芯少的场景。集中式BMS具有成本低、结构紧凑、可靠性高的优点,一般常见于容量低、总压低、电池系统体积小的场景中,如电动工具、机器人(搬运机器人、助力机器人)、IOT智能家居(扫地机器人、电动吸尘器)、电动叉车、电动低速车(电动自行车、电动摩托、电动观光车、电动巡逻车、电动高尔夫球车等)、轻混合动力汽车。目前行业内分布式锂电池保护板的各种术语五花八门,不同的公司,不同的叫法。动力电池B保护板多是主从两层架构。储能电池保护板则因为电池组规模较大,多数都是三层架构,在从控、主控之上,还有一层总控。硬件锂电池保护板均衡电流和均衡起控点也是锂电池保护板的重要参数。
电池及其管理系统在ESBMS系统及动力电池BMS系统里的位置有所不同。在储能系统中,储能电池在高压上只与储能变流器发生交互,变流器从交流电网取电,给电池组充电;或者电池组给变流器供电,电能通过变流器转换成交流发送到交流电网上去。储能系统的通讯,电池管理系统主要与变流器和储能电站调度系统有信息交互关系。一方面,电池管理系统给变流器发送重要状态信息,确定高压电力交互情况;另一方面,电池管理系统给储能电站的调度系统PCS发送多方面的监测信息。电动汽车的BMS,在高压上,与电动机和充电机都有能量交换关系;在通讯方面,与充电机在充电过程中有信息交互,在全部应用过程中,与整车控制器有详尽的信息交互。
电池及其管理系统在ESBMS系统及动力电池BMS系统里的硬件逻辑结构不同。储能管理系统,硬件一般采用两层或者三层的模式,规模比较大的倾向于三层管理系统。动力电池管理系统,只有一层集中式或者两分布式,基本不会出现三层的情况。小型车主要应用一层集中式电池管理系统。两层的分布式动力电池管理系统,如下图所示。从功能看,储能电池管理系统首层和第二层模块基本等同于动力电池的首层采集模块和第二层主控模块。储能电池管理系统的第三层,则是在此基础上增加的一层,用以应对储能电池巨大的规模。打一个不是那么恰当的比方。一个管理者较理想的下属数量是7个人,如果这个部门一直扩张,出现了49个人,那么只好7个人选一个组长,再任命一个经理管理这7个组长。超越个人能力,管理容易出现混乱。映射到储能电池管理系统上,这个管理能力就是芯片的计算能力和软件程序的复杂度。如果是对基本功能的要求较高,且成本预算较为有限,锂电池硬件保护板可能是一个不错的选择。
电池保护板是锂离子电池组的"大脑",对电芯(组)进行统一的监控、指挥及协调。从构成上看,电池管理系统包括电池管理芯片(BMIC)、模拟前端(AFE)、嵌入式微处理器,以及嵌入式软件等部分。电池保护板根据实时采集的电芯状态数据,通过特定算法来实现电池组的电压保护、温度保护、短路保护、过流保护、绝缘保护等功能,并实现电芯间的电压平衡管理和对外数据通讯。电池管理芯片(BMIC)是电源管理芯片的重要细分领域,包括充电管理芯片、电池计量芯片和电池安全芯片。充电管理芯片可将外部电源转换为适合电芯的充电电压和电流,并在充电过程中实时监测电芯的充电状态,调整控制充电电压、电流,确保对电芯进行安全、高效的充电。根据锂电池的特性,充电管理芯片自动进行预充、恒流充电、恒压充电,有效控制充电各个阶段的充电状态。电池保护板管理系统的主要职责包括监控、保护和优化电池性能。太阳能板锂电池保护板保护IC
目前锂电池保护板架构主要分为集中式架构和分布式架构。储能锂电池保护板软件设计
按照拓扑分类,BMS可以分为集中式BMS、模块式BMS、主从式BMS、分布式BMS等。1、集中式BMS是将整个BMS封装在一个装置内,优点是结构紧凑、成本低、维护简单,缺点是扩展性差、安全隐患大。2、模块式BMS是将BMS分成多个相同的子模块,每个模块负责一部分电池的监控和管理,优点是线束距离短、易于扩展,缺点是需要额外的导线、成本较高。3、主从式BMS是将BMS分成主控单元和从控单元,主控单元负责计算、预测、决策、通信等功能,从控单元负责测量电池的状态,优点是功能分明、成本较低,缺点是通信速度受限。4、分布式BMS是将BMS分成多个不同的模块,如从控单元、高压管理单元、电池状态指示单元等,每个模块负责一部分功能,并通过总线与主控单元通信,优点是可靠性高、支持大容量电池系统,缺点是结构复杂、成本高。储能锂电池保护板软件设计