目前市場(chǎng)上兩輪電動(dòng)車電池類型主要有鉛酸電池,鋰電池,鉛酸改鋰電等,然后,現(xiàn)在的電池管理存在電池壽命短,充電設(shè)施不完善,電池回收利用中對(duì)廢舊電池處理不當(dāng)對(duì)環(huán)境造成污染等問(wèn)題。針對(duì)現(xiàn)有問(wèn)題,我們應(yīng)采取一些新的管理方案。首先是采用智能充電樁,實(shí)現(xiàn)電池的智能充電,避免過(guò)沖,過(guò)放現(xiàn)象,延長(zhǎng)電池壽命;其次,可以采用電池租賃的方式,推廣電池租賃模式,降低用戶購(gòu)車成本的同時(shí)減輕充電設(shè)施壓力;再次是建立完善的電池回收體系,提高廢舊電池回收率,減少環(huán)境污染;還可以利用無(wú)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),大力推廣智能電池管理系統(tǒng)BMS,可以提前預(yù)警潛在問(wèn)題,提高電池的使用壽命并可以降低危險(xiǎn)發(fā)生幾率。BMS的安全保護(hù)功能包括過(guò)充保護(hù)、過(guò)放保護(hù)、短路保護(hù)、溫度保護(hù)等,確保電池組的安全運(yùn)行。機(jī)電BMS電池管理系統(tǒng)研發(fā)
鋰電池之所以需要保護(hù),是由它本身特性決定的。由于鋰電池本身的材料決定了它不能被過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流、短路及超高溫充放電,因此鋰電池鋰電組件總會(huì)跟著一塊精致的保護(hù)板和一片電流保護(hù)器出現(xiàn)。鋰電池的保護(hù)功能通常由保護(hù)電路板和PTC等電流器件協(xié)同完成,保護(hù)板是由電子電路組成,在-40℃至+85℃的環(huán)境下時(shí)刻準(zhǔn)確的監(jiān)視電芯的電壓和充放回路的電流,及時(shí)操控電流回路的通斷;PTC在高溫環(huán)境下防止電池發(fā)生惡劣的損壞。保護(hù)板通常包括IC、MOS開關(guān)及輔助器件NTC、ID、存儲(chǔ)器等。其中操控IC,在一切正常的情況下操控MOS開關(guān)導(dǎo)通,使電芯與外電路溝通,而當(dāng)電芯電壓或回路電流超過(guò)規(guī)定值時(shí),它立刻操控MOS開關(guān)關(guān)斷,保護(hù)電芯的安全。NTC是Negativetemperaturecoefficient的縮寫,意即負(fù)溫度系數(shù),在環(huán)境溫度升高時(shí),其阻值降低,使用電設(shè)備或充電設(shè)備及時(shí)反應(yīng)、操控內(nèi)部中斷而停止充放電。 軟件BMS維修BMS系統(tǒng)保護(hù)板的優(yōu)勢(shì):提高電池壽命:通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和保護(hù)電池,避免電池過(guò)充、過(guò)放等問(wèn)題。
面向未來(lái),BMS正朝著全生命周期管理與多能源協(xié)同方向演進(jìn)。固態(tài)電池的商業(yè)化催生了新型界面監(jiān)測(cè)技術(shù),如QuantumScape的BMS通過(guò)超聲波探頭實(shí)時(shí)探測(cè)鋰枝晶生長(zhǎng),結(jié)合自修復(fù)電解質(zhì)實(shí)現(xiàn)早期阻斷。鈉離子電池的電壓滯回特性促使BMS算法升級(jí),多模型融合估算策略可將SOC誤差從5%壓縮至。在能源互聯(lián)網(wǎng)框架下,BMS與區(qū)塊鏈技術(shù)的結(jié)合實(shí)現(xiàn)了電池溯源與梯次利用的全程可信記錄,特斯拉的電池護(hù)照(BatteryPassport)系統(tǒng)已覆蓋鈷、鎳等關(guān)鍵材料的供應(yīng)鏈碳足跡。據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)預(yù)測(cè),至2030年全球BMS市場(chǎng)規(guī)模將突破280億美元,其中AI驅(qū)動(dòng)的預(yù)測(cè)性維護(hù)系統(tǒng)占比超45%,推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)邁入“安心-效能-可持續(xù)”三位一體的新紀(jì)元。
BMS,即電池管理系統(tǒng)(BatteryManagementSystem),在各類使用電池的設(shè)備中扮演著極為關(guān)鍵的角色,堪稱電池的“智慧管家”。它主要針對(duì)二次電池進(jìn)行管理,是電池與用戶之間的重要紐帶,廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車、電瓶車、機(jī)器人、無(wú)人機(jī)以及儲(chǔ)能系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域。從功能層面來(lái)看,BMS具有多項(xiàng)中心功能。其一為準(zhǔn)確估測(cè)SOC(荷電狀態(tài)),即精細(xì)計(jì)算電池的剩余電量。這一功能至關(guān)重要,它確保SOC始終處于合理區(qū)間,防止電池因過(guò)充電或過(guò)放電而遭受損傷,同時(shí)能實(shí)時(shí)向用戶反饋電池的剩余能量情況。比如在電動(dòng)汽車中,駕駛者可通過(guò)車輛儀表盤直觀了解剩余電量,從而合理規(guī)劃行程。其二是動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)功能。在電池充放電過(guò)程中,BMS會(huì)實(shí)時(shí)采集關(guān)鍵數(shù)據(jù),如電動(dòng)汽車蓄電池組中每塊電池的端電壓、溫度、充放電電流以及電池包總電壓等。通過(guò)持續(xù)監(jiān)測(cè)這些參數(shù),及時(shí)察覺(jué)電池是否存在過(guò)充或過(guò)放跡象,保證電池安全。一旦發(fā)現(xiàn)某塊電池出現(xiàn)異常,能迅速將其識(shí)別出來(lái),確保整組電池運(yùn)行的可靠性。與此同時(shí),BMS還會(huì)為每塊電池建立詳盡的使用歷史檔案,這些數(shù)據(jù)為后續(xù)優(yōu)化電池、充電器以及電動(dòng)機(jī)等提供了寶貴資料,也為離線分析系統(tǒng)故障奠定了基礎(chǔ)。在實(shí)際操作中。 BMS通過(guò)監(jiān)控電池狀態(tài)(電壓/溫度/SOC/SOH),均衡電芯,防止過(guò)充/過(guò)放/過(guò)熱,延長(zhǎng)電池壽命。
BMS系統(tǒng)保護(hù)板的功能:電池充放電狀態(tài)監(jiān)測(cè):BMS系統(tǒng)保護(hù)板能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電池的電壓、電流、溫度等關(guān)鍵參數(shù),確保電池在安全的工作范圍內(nèi)運(yùn)行。過(guò)充與過(guò)放保護(hù):當(dāng)電池充電時(shí),如果電壓超過(guò)設(shè)定的安全范圍,BMS系統(tǒng)保護(hù)板會(huì)立即斷開充電電路,防止電池過(guò)充;同樣地,當(dāng)電池放電時(shí),如果電壓低于設(shè)定的安全范圍,BMS系統(tǒng)保護(hù)板會(huì)及時(shí)斷開放電電路,防止電池過(guò)放。溫度保護(hù):通過(guò)溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池的溫度,當(dāng)溫度過(guò)高或過(guò)低時(shí),BMS系統(tǒng)保護(hù)板會(huì)采取相應(yīng)的措施,如降低充電電流或停止充電,以保護(hù)電池不受損害。短路保護(hù):BMS系統(tǒng)保護(hù)板還具有短路保護(hù)功能,當(dāng)檢測(cè)到電池組內(nèi)部或外部發(fā)生短路時(shí),會(huì)立即切斷電源,防止短路損害。平衡管理:對(duì)于多節(jié)電池的電動(dòng)車,BMS系統(tǒng)保護(hù)板還能實(shí)現(xiàn)電池的平衡管理,確保每節(jié)電池在充放電過(guò)程中的壓差較小,從而提高整個(gè)電池組的使用壽命和性能。 連電池BMS保護(hù)系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)獲取電池的基本參數(shù),包括電壓、溫度和電流等。機(jī)械BMS保護(hù)芯片
BMS被動(dòng)均衡技術(shù)先于主動(dòng)均衡在電動(dòng)市場(chǎng)中應(yīng)用,技術(shù)也較為成熟。機(jī)電BMS電池管理系統(tǒng)研發(fā)
鋰電池過(guò)充過(guò)放的本質(zhì):充電時(shí),鋰離子從正極板脫嵌,通過(guò)電解液嵌入到負(fù)極板上;放電時(shí),鋰離子從負(fù)極板上脫嵌,并經(jīng)由電解液嵌入到正極板上;鋰離子電池的充放電過(guò)程是鋰離子在極板上的嵌入和脫嵌過(guò)程。充電時(shí),隨著鋰離子的脫嵌,正極材料體積會(huì)發(fā)生一定量的收縮;放電時(shí),隨著鋰離子的嵌入,正極材料體積會(huì)發(fā)生一定量的膨脹。過(guò)充時(shí),正極晶格會(huì)產(chǎn)生崩塌,鋰離子在負(fù)極會(huì)形成鋰枝晶從而刺破隔膜,造成電池的損壞。過(guò)放時(shí),正極材料活性變差,阻止鋰離子的嵌入,電池容量急劇下降。如果發(fā)生正極材料體積過(guò)度膨脹,也會(huì)破壞電池的物理結(jié)構(gòu),造成電池的損壞。BMS通過(guò)精細(xì)的監(jiān)測(cè)、保護(hù)和優(yōu)化,讓電池在安全的前提下發(fā)揮比較大效能,是連接電池與應(yīng)用場(chǎng)景的“智能中樞”。機(jī)電BMS電池管理系統(tǒng)研發(fā)