什么是電池荷電狀態(tài)(SOC)?電池荷電狀態(tài)(SOC)是電池管理的一個重要指標(biāo),尤其是對鋰離子電池而言。它指的是電池相對于其容量的電量水平,通常用百分比表示。SOC用于確定電池的剩余電量,而剩余電量對于預(yù)測電池的性能和使用壽命至關(guān)重要。測量電池的充電狀態(tài)并不是一項(xiàng)簡單的任務(wù),有很多種方法,比如電壓/電流積分、阻抗測量和庫侖計(jì)數(shù)等。確定電動汽車電池SOC的技術(shù)各不相同,主要分為開路電壓法,庫侖計(jì)數(shù)法,基于模型的方法幾種。支持V2G(車網(wǎng)互動)、參與電網(wǎng)調(diào)頻、通過區(qū)塊鏈實(shí)現(xiàn)分布式能源交易。電動兩輪車BMS電池管理系統(tǒng)工廠

在均衡策略方面,有基于電壓的均衡策略,該策略以電池單體的電壓作為均衡判斷依據(jù),當(dāng)電池組中單體電池電壓差異超過設(shè)定閾值時,啟動均衡電路進(jìn)行均衡,實(shí)現(xiàn)相對簡便,但未直接考量電池的 SOC 情況,可能出現(xiàn)電壓均衡而 SOC 不均衡的現(xiàn)象?;?SOC 的均衡策略,則通過精確估算電池單體的 SOC,依據(jù) SOC 差異實(shí)施均衡。此策略能更精確反映電池實(shí)際荷電狀態(tài),實(shí)現(xiàn)真正的電量均衡,然而 SOC 估算的準(zhǔn)確性會對均衡效果產(chǎn)生影響,需要更為復(fù)雜的算法與硬件支持。還有混合均衡策略,它綜合結(jié)合電壓和 SOC 兩種參數(shù)進(jìn)行均衡判斷,多方位考慮了電池的電壓和實(shí)際荷電狀態(tài),能更完善地實(shí)現(xiàn)電池組的均衡管理,提升均衡的準(zhǔn)確性與有效性,只是算法較為復(fù)雜,對 BMS 的計(jì)算能力和硬件性能要求頗高。BMS電池管理系統(tǒng)保護(hù)板BMS在鋰電池組中主要起什么作用?

面向未來,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)測技術(shù),如QuantumScape的BMS通過超聲波探頭實(shí)時探測鋰枝晶生長,結(jié)合自修復(fù)電解質(zhì)實(shí)現(xiàn)早期風(fēng)險(xiǎn)阻斷。鈉離子電池的電壓滯回特性促使BMS算法升級,多模型融合估算策略可將SOC誤差從5%壓縮至2.5%。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(Battery Passport)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,至2030年全球BMS市場規(guī)模將突破280億美元,其中AI驅(qū)動的預(yù)測性維護(hù)系統(tǒng)占比超45%,推動新能源產(chǎn)業(yè)邁入“安全-高效-可持續(xù)”三位一體的新紀(jì)元。
電池管理系統(tǒng)(BMS,Battery Management System)4. 未來前景展望短期(2023-2025):新能源汽車和儲能領(lǐng)域仍是BMS主要戰(zhàn)場,無線BMS加速商業(yè)化。中國廠商憑借本土供應(yīng)鏈優(yōu)勢,逐步搶占全球市場份額。中期(2025-2030):AI驅(qū)動的“預(yù)測性BMS”成為主流,實(shí)現(xiàn)電池全生命周期管理。固態(tài)電池、鈉離子電池等新技術(shù)推動BMS架構(gòu)革新。長期(2030+):BMS與能源互聯(lián)網(wǎng)深度融合,成為智慧電網(wǎng)、V2G(車網(wǎng)互動)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)??缧袠I(yè)應(yīng)用(如太空能源、深海設(shè)備)拓展BMS邊界。BMS電池保護(hù)板可按照電芯材料來區(qū)分。

在組成結(jié)構(gòu)上,BMS 分為硬件與軟件兩大部分。硬件包含主控單元,通常由微控制器(MCU)或數(shù)字信號處理器(DSP)擔(dān)當(dāng),負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理與指令發(fā)出;電壓、電流、溫度采集電路,分別用于采集對應(yīng)參數(shù);保護(hù)電路在異常時切斷電路;均衡電路實(shí)現(xiàn)電池電量平衡;通信接口電路支持多種通信協(xié)議,保障數(shù)據(jù)傳輸。軟件涵蓋底層驅(qū)動軟件,負(fù)責(zé)硬件交互;電池管理算法,如 SOC 估算、SOH 評估、均衡及充放電控制算法等,是 BMS 重心;通信協(xié)議棧保障通信順暢;用戶界面軟件則為用戶提供直觀操作界面。BMS將會與電機(jī)控制系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)等組成更加完整的電動車輛控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)更加高效和精確的能量管理。充電柜BMS電池管理系統(tǒng)云平臺開發(fā)
匹配電池類型(鋰電/鉛酸等)、電壓/電流范圍、均衡方式、通信協(xié)議及防護(hù)等級。電動兩輪車BMS電池管理系統(tǒng)工廠
BMS分為純硬件BMS保護(hù)板和軟件結(jié)合硬件的BMS保護(hù)板。純硬件的BMS保護(hù)板是一組比較固定的保護(hù)參數(shù),根據(jù)自身采集到的電壓、電流、溫度等狀態(tài)保護(hù)與恢復(fù),不需要MCU參與,這樣的保護(hù)板也就不具備通訊信息交互的功能。而軟件+硬件的方式,MCU可以對信息的實(shí)時采集與外部交互,上傳BMS保護(hù)板實(shí)時信息。一般為了更好地分析電池過去的狀態(tài),尤其是在故障分析和算法建模的時候,需要大量的數(shù)據(jù)支撐,這時候就需要log存儲功能,盡可能多的記錄BMS的數(shù)據(jù)。電動兩輪車BMS電池管理系統(tǒng)工廠