在储能系统中,BMS(电池管理系统,BatteryManagementSystem)对电池的基本参数进行测量,包括电压、电流、温度等,同时根据系统中的控制策略,控制电池的电压及电流,同时根据电池的温度做出不同的策略调整,防止电池出现过充电和过放电,延长电池的使用寿命。除了监控电池的基本信息以外,BMS还需要根据采集到电池的相关信息,根据系统的算法,计算分析电池的SOC(电池剩余容量)和SOH(电池健康状态),评估当前系统的剩余电量、使用寿命以及剩余使用寿命预测,对存在异常的电池及时管理(切断、限流等)并上报至系统,保证电池的安全性及可靠性;在工商业储能领域,BMS不仅可以确保设备的稳定运行,还可以在电力需求高峰时提供额外的电力,帮助企业节省成本。均衡是BMS锂电池保护板中非常重要的一个环节。软件BMS设计
开路电压法估算电池SOC;铅酸蓄电池的SOC与其开路电压(OCV)之间存在近似线性关系,基于电池OCV的方法是,当电池与负载断开时间超过两小时时,电池的OCV与SOC成正比。然而,如此长的断开时间对于电池来说可能太长而无法实现。与铅酸电池不同,锂离子电池的OCV与SOC之间不存在线性关系。OCV与SOC的关系是通过对锂离子电池施加脉冲负载,然后让电池达到平衡而确定的。所有电池的OCV与SOC之间的关系不可能完全相同。由于不同电池的传统OCV-SOC有所不同,因此需要测量OCV-SOC的关系,以准确估算SOC。软件BMS设计船用液冷储能柜BMS电池管理系统采用主从两级架构。
两轮电动车BMS行业内成为两轮电动车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。只要通过修改程序和添加外设,实现更多功能,比如远程引爆车辆中的锂电池。
储能BMS厂商一般从动力电池BMS发展而来,因此,很多设计和名词有历史沿革比如动力电池里一般分为BMU(BatteryMonitorUnit)和BCU(BatteryControlUnit)前者采集,后者控制。因为电芯是一个电化学的过程,多个电芯组成一个电池,由于每个电芯特性,无论制造多精密,根基使用时间,环境,各个电芯都会存在误差与不一致的地方,故电池管理系统,就是通过有限的参数,去评估当前电池的状态,有点像中医看病,通过表征,看你得了啥病,不是西医,需要一些理化分析,人体的理化分析就像电池的电化学特性,可以通过大型试验仪器去测量,但是嵌入式系统很难去评估电化学的一些指标,故BMS就是一个老中医。目前BMS锂电池保护板架构主要分为集中式架构和分布式架构。
BMS保护板的SOX算法估算方法。SOX包括SOC、SOE和SOP。SOC估计方法传统方法:安时积分法、开路电压法基于电池模型的方法:卡尔曼滤波法、粒子滤波算法神经网络算法:神经网络算法。SOP算法:根据电池的SOC和温度,查表确定持续充放电最大功率瞬时充放电最大功率。电芯的去极化速度,决定当前最大功率使用的频率。当SEI膜表面的Li离子堆积速度大于负极的吸收速度时候,就会发生电压下降,最大功率无法维持。因此,SOP的计算难点是峰值功率与持续功率如何过度?SOH算法:两点法计算SOH根据OCV-SOC曲线确定两个准确的SOC值,并安时累积计算这两个SOC之间的累积充入或放出电量,然后计算出电池的容量,从而得到SOH。算法有一定难度,需要大量的数据和模型,才能比较准确的估算。BMS锂电池保护板是对串联锂电池组的充放电保护。软件BMS设计
对于电池管理系统(BMS)而言,除了均衡功能外,均衡策略的制定同样非常重要。软件BMS设计
随着两轮电动车市场扩大,一系列管理问题也逐步凸显:换电需求上升:新国标的实施与碳中和的方针增长了我国电动车共享换电的需求通信基站、铁路等贵重电池的防盗需求也亚待解决。企业运营低效:电池厂商与换电运营商等企业缺少对电池的监控,无法掌握电池应用数据,难以减少故障电池召回、电池防盗、电池起火等运营问题。充电事故频发:全国每年因充电引起的火灾达300多起,火灾造成的死亡率接近50%,引起ZF高度重视。ZF监管困难:ZF急需推动新国标等政策下的电池、车辆行业规范发展,以降低监管难度并减少充电事故。软件BMS设计