換電柜BMS電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

電池計(jì)量芯片(電量計(jì)IC)主要用來(lái)采集電芯電壓、溫度、電流等信息，通過(guò)庫(kù)侖積分和電池建模等方式計(jì)算電池電量、健康度等信息，并通過(guò)I2C/SMBUS/HDQ等通信端口與外部主機(jī)通信。電量計(jì)IC與電池保護(hù)IC既可分立，也可集成。一級(jí)保護(hù)IC可以控制充、放電MOSFET，保護(hù)動(dòng)作是可恢復(fù)的，即當(dāng)發(fā)生過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流、短路等安全事件時(shí)就會(huì)斷開(kāi)相應(yīng)的充放電開(kāi)關(guān)，安全事件解除后就會(huì)重新恢復(fù)閉合開(kāi)關(guān)，電池可以繼續(xù)使用。硬件、算法和固件是電量計(jì)芯片的三大關(guān)鍵要素，硬件用來(lái)實(shí)現(xiàn)高精度采樣和低功耗運(yùn)行;算法用來(lái)對(duì)電池進(jìn)行建模;固件用來(lái)實(shí)現(xiàn)算法編程，計(jì)算輸出容量信息。在選擇電量計(jì)芯片時(shí)，通常需要考慮到電芯化學(xué)類(lèi)型、電芯串聯(lián)數(shù)目、通信接口、電量計(jì)放在電池包內(nèi)(Pack-side)還是放在系統(tǒng)板上(System-side)、電量計(jì)算法、是否集成電池保護(hù)均衡等功能、支持充放電電流大小，以及存儲(chǔ)介質(zhì)和封裝形式等。如果需要更高級(jí)的電池管理策略，對(duì)靈活性和升級(jí)能力有更高要求，那么軟件BMS板可能更為合適。換電柜BMS電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)BMS電池管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集電池組電池信息并實(shí)時(shí)地將采集的電池信息發(fā)送到Server服務(wù)器端，用戶(hù)可以通過(guò)主控制終端和移動(dòng)客戶(hù)端實(shí)時(shí)地獲知電池組的電池信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)BMS電池管理系統(tǒng)的實(shí)時(shí)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)操作，減少了大量人員監(jiān)管的投入，減輕了電池組的維護(hù)難度，充分節(jié)省了人力資源、時(shí)間與生產(chǎn)成本。而且，控制模組采用分離元件搭建，可以有效地控制電池組與電氣設(shè)備回路的通斷狀態(tài)，能夠充分提高產(chǎn)品性能與效率，并減少產(chǎn)品的體積與生產(chǎn)成本。便攜式戶(hù)外電源BMS電池管理系統(tǒng)報(bào)價(jià)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。

    主動(dòng)均衡技術(shù)的痛點(diǎn)：設(shè)備采購(gòu)成本較高當(dāng)前新能源板塊發(fā)展突飛猛進(jìn)，每個(gè)從業(yè)單位參與的項(xiàng)目單量和項(xiàng)目數(shù)量越來(lái)越多，很多項(xiàng)目前期的方案搭建以及交付投運(yùn)，較大權(quán)重地考慮成本，在剛好滿足下級(jí)用戶(hù)當(dāng)前技術(shù)需求的前提下，以盡可能便宜的原則選擇均衡產(chǎn)品。導(dǎo)致很多項(xiàng)目選型環(huán)節(jié)，下級(jí)用戶(hù)認(rèn)可主動(dòng)均衡的產(chǎn)品和技術(shù)，也了解全生命周期主動(dòng)均衡經(jīng)濟(jì)性的更加合理性，但考慮當(dāng)前量級(jí)的項(xiàng)目因?yàn)檫x擇采購(gòu)主動(dòng)均衡BMS要多花￥，往往很可能還是選擇當(dāng)前就滿足下級(jí)用戶(hù)的被動(dòng)均衡產(chǎn)品。主動(dòng)均衡相對(duì)增加了風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)基于不同廠家主動(dòng)均衡技術(shù)的差異性，主動(dòng)均衡在BMS內(nèi)部增加了分離式或集成式的均衡電路，其中包括均衡充放電模塊裝置、均衡電源驅(qū)動(dòng)裝置、均衡控制狀態(tài)等，這些從硬件增加的角度增加了可能失效的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。部分BMS企業(yè)過(guò)于追求3A、5A甚至更高的大電流均衡，于均衡技術(shù)本身沒(méi)有什么技術(shù)難點(diǎn)，但對(duì)系統(tǒng)既有的協(xié)配件的選型匹配存在挑戰(zhàn)與風(fēng)險(xiǎn)。行業(yè)PACK包內(nèi)采集線束的線徑可能只有、CCS方案銅膜的載流能力、PACK內(nèi)的發(fā)熱及散熱、相對(duì)熱的環(huán)境下電池的壽命等都可能是關(guān)聯(lián)影響因素。

    目前BMS架構(gòu)主要分為集中式架構(gòu)和分布式架構(gòu)。集中式BMS將所有電芯統(tǒng)一用一個(gè)BMS硬件采集，適用于電芯少的場(chǎng)景。集中式BMS具有成本低、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，一般常見(jiàn)于容量低、總壓低、電池系統(tǒng)體積小的場(chǎng)景中，如電動(dòng)工具、機(jī)器人（搬運(yùn)機(jī)器人、助力機(jī)器人）、IOT智能家居（掃地機(jī)器人、電動(dòng)吸塵器）、電動(dòng)叉車(chē)、電動(dòng)低速車(chē)（電動(dòng)自行車(chē)、電動(dòng)摩托、電動(dòng)觀光車(chē)、電動(dòng)巡邏車(chē)、電動(dòng)高爾夫球車(chē)等）、輕混合動(dòng)力汽車(chē)。目前行業(yè)內(nèi)分布式BMS的各種術(shù)語(yǔ)五花八門(mén)，不同的公司，不同的叫法。動(dòng)力電池BMS大多是主從兩層架構(gòu)。儲(chǔ)能BMS則因?yàn)殡姵亟M規(guī)模較大，多數(shù)都是三層架構(gòu)，在從控、主控之上，還有一層總控。 BMS多重安全防護(hù)系統(tǒng)有效防止過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流、過(guò)壓等問(wèn)題，確保用戶(hù)和設(shè)備安全。

儲(chǔ)能BMS廠商一般從動(dòng)力電池BMS發(fā)展而來(lái)，因此，很多設(shè)計(jì)和名詞有歷史沿革比如動(dòng)力電池里一般分為BMU（BatteryMonitorUnit）和BCU（BatteryControlUnit）前者采集，后者控制。因?yàn)殡娦臼且粋€(gè)電化學(xué)的過(guò)程，多個(gè)電芯組成一個(gè)電池，由于每個(gè)電芯特性，無(wú)論制造多精密，隨使用時(shí)間，環(huán)境，各個(gè)電芯都會(huì)存在誤差與不一致的地方，故電池管理系統(tǒng)，就是通過(guò)有限的參數(shù)，去評(píng)估當(dāng)前電池的狀態(tài)，有點(diǎn)像中醫(yī)看病，通過(guò)表征，看你得了啥病，不是西醫(yī)，需要一些理化分析，人體的理化分析就像電池的電化學(xué)特性，可以通過(guò)大型試驗(yàn)儀器去測(cè)量，但是嵌入式系統(tǒng)很難去評(píng)估電化學(xué)的一些指標(biāo)，故BMS就是一個(gè)老中醫(yī)。通過(guò)平衡管理，BMS系統(tǒng)保護(hù)板能夠確保電池組內(nèi)各節(jié)電池的壓差不大，從而提高整個(gè)電池組的充放電性能。機(jī)器人BMS效果

BMS保護(hù)板通過(guò)采樣線、鎳片等與電芯組成的PACK連接，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，達(dá)到管理電池組的目的。換電柜BMS電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    基于模型的方法估算電池SOC，包括電化學(xué)阻抗頻譜法(EIS)和等效電路模型(ECM)，通過(guò)模擬電池的電化學(xué)反應(yīng)和電氣行為來(lái)進(jìn)行深入的SOC分析。這些方法可評(píng)估內(nèi)阻、容量和其他關(guān)鍵參數(shù)，從而多方面了解各種運(yùn)行條件下的SOC?？柭鼮V波是另一種流行的基于模型的技術(shù)，它能整合來(lái)自多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)，即使在動(dòng)態(tài)環(huán)境中也能精確估算SOC。然而，卡爾曼濾波法的準(zhǔn)確性容易受到傳感器漂移、極端溫度變化和電池行為變化等外部因素的影響。大多數(shù)電動(dòng)汽車(chē)使用不同的技術(shù)組合來(lái)準(zhǔn)確測(cè)量SOC。庫(kù)侖計(jì)數(shù)和OCV快速獲得基本數(shù)據(jù)，而EIS、ECM和卡爾曼濾波則提供更詳細(xì)和更精確的信息。此外，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，人工智能的應(yīng)用也在不斷的提高SOC的準(zhǔn)確性。 換電柜BMS電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)