鋰電池BMS是什么?為什么需要BMS鋰電池管理系統(tǒng)?

來源：存能電氣  日期：2020-12-08 10:09  瀏覽量：次

鋰電池BMS是什么?為什么需要BMS鋰電池管理系統(tǒng)?說到鋰電池，往往都會(huì)連帶到鋰電池保護(hù)板，鋰電池管理系統(tǒng)等一些名詞。眾所周知，BMS電池管理系統(tǒng)主要是出現(xiàn)在鋰電池中，鉛酸電池一般不具備這套管理系統(tǒng)，鋰電比鉛酸電池需要多一個(gè)BMS電池管理系統(tǒng)來保護(hù)電芯。

鋰電池BMS是什么?

BMS電池管理系統(tǒng)是電池與用戶之間的紐帶，主要對(duì)象是二次電池，作用是提高電池的利用率，防止電池出現(xiàn)過度充電和過度放電，增加電池的使用壽命，監(jiān)管電池的狀態(tài)。通俗化的講，便是一套管理、操控、使用鋰電池組的操作系統(tǒng)。BMS行業(yè)屬于動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈的中游行業(yè)。而BMS產(chǎn)業(yè)鏈包括四個(gè)環(huán)節(jié)：中上游原材料、BMS模塊、BMS成品、還有下游應(yīng)用。

BMS稱之為動(dòng)力電池操作系統(tǒng)的“腦部”，BMS就好似鋰電池的腦部,收發(fā)電池和外部每個(gè)端口的信息,深入分析和加工處理信息后,并傳出執(zhí)行工作命令?？紤]到對(duì)新能源汽車擁有著至關(guān)重要的影響，BMS行業(yè)連續(xù)不斷吸引著大批量鋰電池廠家的加入。

為什么需要BMS鋰電池管理系統(tǒng)?

鋰電池因其工作電壓高、體積小、重量輕、能量密度大、無記憶效應(yīng)、無污染、自放電小、循環(huán)壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于長(zhǎng)時(shí)間待機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控儀器中。與鎳氫電池相比，鋰離子電池重量輕30-40%，能量比高60%。但是，鋰電池也有嚴(yán)重的缺陷，可以概括為以下兩個(gè)方面:

(1)安全

鋰離子電池安全性差，存在爆炸等缺陷。特別是以鈷酸鋰為正極材料的鋰離子電池，在大電流下無法放電，安全性差。此外，幾乎所有的鋰離子電池過充或過放電都會(huì)對(duì)電池造成不可逆的損害。

鋰離子電池對(duì)溫度也很敏感:假如使用溫度過高，可能會(huì)引起電解液分解、燃燒甚至爆炸;假如溫度過低，鋰離子電池的性能會(huì)明顯惡化，影響設(shè)備的正常使用。

由于鋰電池制造工藝的限制，每個(gè)電池的內(nèi)阻和容量會(huì)有所不同。當(dāng)多個(gè)鋰電池串聯(lián)使用時(shí)，每個(gè)電池的充放電速率不一致，導(dǎo)致電池容量利用率低。鑒于此，在實(shí)際使用鋰電池的過程中要一個(gè)特殊的保護(hù)系統(tǒng)來監(jiān)控電池的健康狀況，從而對(duì)鋰離子電池的使用進(jìn)行管理。

(2)可維護(hù)性

在低溫下，容量衰減和功率無法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，這使得設(shè)備的可維護(hù)性降低。長(zhǎng)期在線的儀器要定期更換，而遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備在分散的地點(diǎn)工作，而且每個(gè)地點(diǎn)之間的距離很長(zhǎng)，所以更換電池的工作量很大，成本也很高。

為了減少維護(hù)工作量，降低維護(hù)成本，鋰電池管理系統(tǒng)要有準(zhǔn)確的電量狀態(tài)估計(jì)功能，準(zhǔn)確掌握鋰電池的電量狀態(tài)，更加有針對(duì)性地進(jìn)行電池更換工作。同時(shí)，鋰電池管理系統(tǒng)要具有較低的功耗，以降低維護(hù)頻率，延長(zhǎng)電池壽命。因此，合理設(shè)計(jì)鋰電池管理系統(tǒng)對(duì)長(zhǎng)期持續(xù)供電的遠(yuǎn)程監(jiān)控儀表的維護(hù)具有重要意義。

目前市場(chǎng)上技術(shù)先進(jìn)的BMS電池管理系統(tǒng)應(yīng)該有什么特點(diǎn)?

技術(shù)先進(jìn)、產(chǎn)品穩(wěn)定可靠將是未來BMS產(chǎn)品的核心特點(diǎn)，那什么樣的產(chǎn)品才是技術(shù)先進(jìn)、穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品呢?我們從技術(shù)、功能、品質(zhì)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范四個(gè)維度說明。

先進(jìn)的技術(shù)：

1.企業(yè)掌握電池SOC核心算法;

2.掌握健康狀態(tài)估算，最大允許瞬時(shí)(5s/30s)及持續(xù)充放電功率估算;

3.掌握高效的均衡管理技術(shù)，先進(jìn)的散熱機(jī)制，最大可支持200mA的被動(dòng)均衡電流;

4.掌握業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的高精度測(cè)量技術(shù)，總流總壓精度可達(dá)0.5%FSR;

5.可選配多功能數(shù)據(jù)記錄儀，支持無線傳輸、大容量存儲(chǔ)、GPS等云平臺(tái)功能;

6.可選配主動(dòng)均衡模塊，最大均衡電流可達(dá)5A，單板24串可靈活選配;

安全的功能：

1.電池安全管理：具備可靠的過充/過放保護(hù)、過流/過溫/低溫保護(hù)、多級(jí)故障診斷保護(hù);

2.高壓安全管理：具備高壓繼電器粘連檢測(cè)、高抗干擾性的高壓互鎖檢測(cè)、先進(jìn)的高壓絕緣監(jiān)測(cè);

3.具備電壓溫度采集線斷線診斷功能;

4.電池電壓采集模塊具備回路過流、短路保護(hù)等安全機(jī)制，電路更可靠;

5.具備5~36串、5~48串一體機(jī)靈活配置，適用于業(yè)內(nèi)各類主流方案;

穩(wěn)定的品質(zhì)：

1.所有元器件均采用汽車級(jí)元器件選型，-40℃~85℃的高標(biāo)準(zhǔn)工作溫度范圍;

2.更寬更可靠的溫度監(jiān)控，監(jiān)控范圍可達(dá)-40~125℃;

符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范：

1.支持充電國(guó)標(biāo)GBT20234-2015及GBT27930-2015;

2.支持ISO26262國(guó)際安全標(biāo)準(zhǔn)中產(chǎn)品功能安全生命周期管理的要求;

3.支持CCP標(biāo)定協(xié)議、UDS、OBD-ii診斷協(xié)議。

總結(jié)：集成的智能電池管理系統(tǒng)BMS不僅可以保護(hù)鋰電池免受各種異常情況的影響，還可以精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)每一節(jié)電芯的充電/放電過程，數(shù)據(jù)精準(zhǔn)，保障安全。如果沒有鋰電池管理系統(tǒng)BMS，電池的充放電、使用壽命都會(huì)大打折扣，如果把電池比作一隊(duì)參戰(zhàn)的士兵，那么鋰電池管理系統(tǒng)就是將軍，指揮每一名士兵在戰(zhàn)斗中沖鋒陷陣。