主動均衡技術(shù)主動均衡又稱非能量耗散式均衡,其原理在充電和放電循環(huán)期間,是將能量高的電芯內(nèi)的能量轉(zhuǎn)移到能量低的電芯中去,使得電池PACK內(nèi)的電荷得到重新分配,從而縮短充電時間,延長放電使用時間。在適用場景上,主動均衡更加適用于大容量、高串數(shù)的鋰電池組應(yīng)用。BMS被動均衡技術(shù)先于主動均衡在電動市場中應(yīng)用,技術(shù)也較為成熟些。主動均衡則較為復(fù)雜,變壓器方案的設(shè)計以及開關(guān)矩陣的設(shè)計無疑會使成本增加明顯。但主動均衡相比采用能量傳遞分配的原則,因而能量利用率相比被動均衡更高。在實際應(yīng)用中,主動均衡技術(shù)也被普遍認為更為合理。例如,科列自主研發(fā)的雙向DC-DC主動均衡芯片,它采用了科學的智能算法,能夠及時地補償電池組產(chǎn)生的差異,確保電池一致性,延長電池組的使用壽命和平均無故障時間。BMS如何延長電池壽命?中穎電子BMS電池管理系統(tǒng)

入局BMS制造的廠商分為幾類:一類是動力電池BMS中具主導能力的終端用戶-車廠,事實上國外BMS制造實力較強的也就是車廠,如通用、特斯拉等;國內(nèi)有比亞迪、華霆動力等。第二類是電池廠,包含電芯廠商與做pack的廠商,如三星、寧德時代、欣旺達、德賽電池、拓邦股份、等;第三類BMS制造商,此類廠商有多年的電力電子技術(shù)積累,有高校背景或相關(guān)企業(yè)背景的研發(fā)團隊,如億能電子、杭州高特電子、協(xié)能科技等企業(yè)。目前看來儲能電池的終端用戶沒有加入BMS研發(fā)與制造的需求與具體行動,可以認為儲能電池BMS行業(yè)缺乏一個占據(jù)了重要優(yōu)勢的參與者,給電池廠以及專注做儲能BMS的廠商留下了巨大的發(fā)展空間。儲能市場一旦確立,將給予電池廠與專門BMS生產(chǎn)廠商以非常大的發(fā)揮空間。在未來電動汽車的BMS生產(chǎn)廠商也極有可能成為大規(guī)模儲能項目使用的BMS供應(yīng)商的重要組成部分。 國產(chǎn)BMS智能云平臺儲能BMS主動均衡和被動均衡的區(qū)別主要有能量的方式、啟動均衡條件、均衡電流、成本等。

從架構(gòu)角度而言,BMS主要分為集中式和分布式兩種拓撲結(jié)構(gòu)。集中式BMS通過一個硬件設(shè)備采集所有電池的數(shù)據(jù),這種架構(gòu)成本較低、結(jié)構(gòu)緊湊且可靠性較高,適用于電池數(shù)量較少、容量較低、總電壓不高以及小型電池系統(tǒng)的場景,如電動工具、機器人(搬運機器人、助力機器人)、智能家居中的掃地機器人和電動吸塵器、電動叉車、低速電動車(電動自行車、電動摩托車、電動觀光車、電動巡邏車、電動高爾夫球車等)以及輕度混合動力汽車等。集中式BMS硬件可劃分為高壓區(qū)和低壓區(qū),高壓區(qū)負責采集單電池電壓、系統(tǒng)總電壓以及監(jiān)測絕緣電阻;低壓區(qū)則涵蓋電源電路、CPU電路、CAN通信電路、操控電路等。隨著乘用車動力電池系統(tǒng)朝著高容量、高總電壓和大體積方向發(fā)展,分布式BMS逐漸成為主流,特別是在插電式混合動力和純電動汽車中應(yīng)用綜合。分布式系統(tǒng)將測量單元等電子設(shè)備直接安裝在與單電池集成的電路板上,其優(yōu)勢明顯,具有極高的可擴展性,可細化到單個電池;連接可靠性高,幾乎不存在過長電纜,電池與測量電路緊密結(jié)合,減少了干擾和誤差,安全性也隨之提高;維護便捷,當某個小單元出現(xiàn)故障時,只需更換該單元即可。不過,其缺點是成本高昂,每個單元都需額外配備一套設(shè)備。
從市場數(shù)據(jù)來看,BMS市場前景十分廣闊。受益于電動汽車、消費電子等行業(yè)的蓬勃發(fā)展,BMS市場規(guī)模持續(xù)擴張。盡管2020年受全球衛(wèi)生事件影響,全球BMS市場規(guī)模增速有所下滑,但隨著電動汽車市場規(guī)模不斷擴大,以及對電池效率要求日益提高,BMS市場重拾增長態(tài)勢。據(jù)BusinessWire估算及前瞻產(chǎn)業(yè)研究院分析,2021年全球BMS市場規(guī)模達億美元,預(yù)計到2026年將攀升至131億美元,年復(fù)合增長率(CAGR)達15%。其中,電動汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展極大推動了BMS的進步,2020年動力電池應(yīng)用在全球BMS下游應(yīng)用占比中高達54%。2021年全球汽車電池管理系統(tǒng)BMS市場規(guī)模達億美元,較上一年大幅增長,2022年更是增長至46億美元,預(yù)計2023年將達到50億美元。在國內(nèi)市場,2020年BMS市場需求規(guī)模為97億元,2021年汽車BMS市場規(guī)模達億元,同比增長。預(yù)計未來,隨著國內(nèi)乃至全球電動汽車市場的進一步拓展。 可通過專門診斷工具讀取 BMS 故障碼,定位具體問題(如傳感器失效、均衡電路故障)。

BMS保護板的被動均衡技術(shù)顧名思義,被動均衡就是將單體電池中容量稍多的個體消耗掉,實現(xiàn)整體的均衡。被動均衡又稱為能量耗散式均衡,工作原理是在每節(jié)電芯上并聯(lián)一個電阻,當某個電芯提前充滿,而又需要繼續(xù)給其他電芯充電時,通過電阻對電壓高的電芯以熱量形式釋放電量,為其他電芯爭取更多充電時間。由于被動均衡結(jié)構(gòu)更為簡單,所以使用比較廣。但是被動均衡也有明顯的缺點,由于結(jié)構(gòu)簡單制作成本低,采用電阻耗能產(chǎn)生熱量,從而會使整個系統(tǒng)的效率降低。并且均衡時間短,效果不佳,一般均衡時間都在充電周期末期。此外,只能對高電壓電池進行放電,無法對劣質(zhì)電池進行改進。在適用場景上,被動均衡更適合于小容量、低串數(shù)的鋰電池組應(yīng)用,可以釋放每顆電芯的儲能能力,實現(xiàn)電量的利用。 在儲能系統(tǒng)中,BMS負責監(jiān)控電池的狀態(tài),確保電池的安全運行,并與儲能監(jiān)控系統(tǒng)通信,實現(xiàn)對電池的管理。怎樣BMS云平臺開發(fā)
BMS系統(tǒng)保護板能夠確保電池組內(nèi)各節(jié)電池的壓差不大,提高電池組的充放電性能,使動力輸出更加穩(wěn)定和高效。中穎電子BMS電池管理系統(tǒng)
分布式發(fā)電儲能:在太陽能、風能等分布式發(fā)電系統(tǒng)中,BMS 用于管理儲能電池,將多余的電能儲存起來,在需要時釋放,平滑發(fā)電功率波動,提高能源供應(yīng)的穩(wěn)定性和可靠性。如一些分布式光伏電站搭配的儲能系統(tǒng),通過 BMS 實現(xiàn)了對電池的有效管理,提升了整個發(fā)電系統(tǒng)的性能。電網(wǎng)儲能:在智能電網(wǎng)中,BMS參與電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)頻、備用電源等功能。大規(guī)模的電池儲能系統(tǒng)通過 BMS 精確控制電池的充放電,響應(yīng)電網(wǎng)的需求,提高電網(wǎng)的靈活性和穩(wěn)定性。中穎電子BMS電池管理系統(tǒng)