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太阳能板BMS云平台设计

关键词: 太阳能板BMS云平台设计 BMS

2025.04.18

文章来源:深圳智慧动锂电子股份有限公司

什么是电池荷电状态(SOC)?电池荷电状态(SOC)是电池管理的一个重要指标,尤其是对锂离子电池而言。它指的是电池相对于其容量的电量水平,通常用百分比表示。SOC用于确定电池的剩余电量,而剩余电量对于预测电池的性能和使用寿命至关重要。测量电池的充电状态并不是一项简单的任务,有很多种方法,比如电压/电流积分、阻抗测量和库仑计数等。确定电动汽车电池SOC的技术各不相同,主要分为开路电压法,库仑计数法,基于模型的方法几种。BMS的标准化、模块化也是一个重要的发展方向。太阳能板BMS云平台设计

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电池保护板的自身参数,比如自耗电分为工作自耗电和静态(睡眠)自耗电,保护板自耗电的电流一般是ua级别。工作自耗电电流较大,主要为保护芯片、mos驱动等消耗。保护板的自耗电太大会过多消耗电池电量,如果长时间搁置的电池,保护板自耗电可能导致电池亏电、自耗电和内阻等,他们不起保护作用,但是对电池的性能是有影响的。保护板的主回路内阻也是一个很重要的参数,保护板的主回路内阻主要来源于pcb板上铺设阻值,mos的阻值(主要)和分流电阻的阻值。在保护板进行充放电时,特别是mos部分,会产生大量的热,因此一般保护板的mos上都需要贴一大块的铝片用于导热和散热。除了这些基本功能以外,为了使用不同的应用场景个需求,保护板还有各种各样的附加功能(如均衡功能),特别是带软件的保护板,功能更是异常丰富,比如蓝牙、wifi、GPS、串口、CAN等应有尽有,再高阶一点,就成了电池管理系统了(BMS)。光伏储能电池BMS方案定制没有BMS的电池组可能会面临电池性能下降、寿命缩短、安全隐患增加等问题。

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在组成结构上,BMS 分为硬件与软件两大部分。硬件包含主控单元,通常由微控制器(MCU)或数字信号处理器(DSP)担当,负责数据处理与指令发出;电压、电流、温度采集电路,分别用于采集对应参数;保护电路在异常时切断电路;均衡电路实现电池电量平衡;通信接口电路支持多种通信协议,保障数据传输。软件涵盖底层驱动软件,负责硬件交互;电池管理算法,如 SOC 估算、SOH 评估、均衡及充放电控制算法等,是 BMS 重点;通信协议栈保障通信顺畅;用户界面软件则为用户提供直观操作界面。

电动汽车:BMS的主战场电动汽车的BMS需应对高能量密度、快充与大倍率放电的极限工况。以特斯拉Model 3为例,其BMS采用分布式架构,每16节电芯配置一个AFE模块,通过菊花链通信降低布线复杂度,SOC估算精度达2%。创新技术包括:无线BMS(如通用Ultium平台):取消传统线束,通过2.4GHz无线通信降低故障率与重量;电芯级管理:宁德时代CTP技术中,BMS直接监控每个大尺寸电芯(如LFP刀片电池)的膨胀与应力变化;充电优化:800V高压平台下,BMS动态调整充电曲线,结合电解液添加剂配方将快充时间缩短至15分钟(如保时捷Taycan)。储能系统:长寿命与高可靠性需求电网级储能BMS需满足10年以上循环寿命与99.9%可用性要求。关键技术突破包括:层级化架构:电池簇→机架→集装箱三级管理,每层级BMS单独运行并冗余备份;AI预测维护:华为LUNA2000储能系统通过机器学习分析历史数据,提前14天预警容量衰减异常;混合均衡策略:阳光电源PowerTitan方案在放电阶段使用主动均衡,充电阶段切换为被动均衡,综合效率提升至78%。BMS实时采集、处理、存储电池模组运行过程中的重要信息,并且与外部设备如整车控制器进行交换信息。

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从功能层面来看,BMS 的首要任务是电池状态监测,对电池组的电压、电流、温度、荷电状态(SOC)、健康状态(SOH)等关键参数进行实时、精细的监控。凭借这些数据,BMS 可全方面掌握电池组的工作状况,为后续操作提供坚实基础。在保护功能上,过充、过放、过流、短路、过温等保护机制一应俱全。一旦电池参数偏离安全范围,BMS 能迅速响应,切断电路,有效规避电池起火、危险等严重安全事故。同时,BMS 具备电池均衡功能,鉴于电池组中单体电池在容量、内阻等方面存在固有差异,易在充放电时出现不均衡,BMS 通过主动或被动均衡方式,促使各单体电池的电压、荷电状态保持一致,优异提升电池组整体性能与使用寿命。此外,BMS 还承担着能量管理职责,依据电池状态与设备需求,合理调控电池充放电过程,在电动汽车中,能根据车辆行驶状态与电池电量,精细控制电池向电机的电量输出,并在制动时实现能量回收。并且,BMS 通过通信接口与外部设备实现数据交互,将电池状态信息上传至上位机,接收上位机指令,达成远程监控与管理。通过监测电池组的运行参数和状态,结合故障诊断算法,及时发现并确认电池组的故障。便携式电源BMS保护IC

BMS在储能系统中的优势包括提高电池储能系统的效率和安全性,延长电池使用寿命,降低维护成本和操作风险。太阳能板BMS云平台设计

锂电池保护板分为硬件板与软件板所谓硬件板,就是保护板上没有可以进行编程的芯片,只是按照特定的线路进行连接,保护板的参数是固定的。这一类保护板一般成本较低,功能简单,很难实现逻辑上的特殊控制要求。而软件板则是在硬件板的基础上,加了可以编程的芯片,因此这类保护板除了实现基本功能以外,还能实现很多特殊的功能。保护板为了现实保护电池的功能,必须要能够主动切断电池主回路。因此,在电池包内部,电池的主回路是要经过保护板的。为了对充电和放电都能进行控制,保护板必须具有两个开关,分别控制充电和放电回路。在同口保护板中,这两个开关串在一条线上,接到电池包外部,充电和放电都经过此线。而在分口保护板中,电池分出两根线,分别接充电开关和放电开关,再接到电池外部。太阳能板BMS云平台设计

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