(文章來源:全國能源信息平臺)
隨著新能源汽車和儲能產業的發展,電池在傳統的消費類電子產品之外得到更為廣泛的應用。由于電池在濫用情況下比如過放、過充、過流、短路、過熱等不僅會嚴重影響電池的使用壽命,嚴重甚至還會引起起火爆炸等現象,隨著單體電池容量及系統產品的規模的不斷增加,這一問題顯得尤為突出。除了對電池本體的安全性進行改進之外,做好電池的監控管理是保障現有電池的使用安全、性能和壽命的必要手段。因此,電池管理系統(BMS)對電池系統的作用就顯得愈發重要。
BMS可以保障并優化電池系統的正常運行,提高電池效率,延長電池壽命,并對電池提供安全保護。IEC 62619標準中【1】中給出了常見的設備、電池和BMS的組成邏輯框架,BMS某種程度上已是電池系統不可或缺的組成部分。BMS一般包括電池的數據采集分析、SOX狀態計算、充放電管理、電池保護、電池均衡、熱管理、數據通信等功能。
電池的數據采集分析的對象主要包括電壓、電流、內阻以及溫度。電壓、電流、內阻是表征電池特性的主要參數,電池溫度是電池參數變化的影響因素。電池管理系統的所有算法、控制策略等都是基于采集的數據作為輸入,影響BMS性能的重要指標是采樣速率、精度。
SOX狀態計算主要包括電池的SOC、SOH以及SOE等。這些狀態是對電池進行控制和功率匹配的重要依據。BMS需要及時計算出電池的SOC、SOE值,供能源管理系統進行功率配置和確定控制策略。SOH主要供用戶評估電池的健康狀態以及預期壽命管理。
電池保護主要包括過充電保護、過放電保護、過電流、短路保護及過熱保護等。BMS需要監測電池的電壓、電流、溫度是否超出正常范圍,并在超出一定條件后作出反應并提供相應的保護。
電池均衡主要使串聯的單體電池或電池組電壓(容量)偏差保持在預期的范圍內,從而保證每個單體電池在正常的使用時保持相同狀態,以避免過充、過放的發生。目前為最大限度地發揮電池的效用,延長電池的使用壽命,增加安全性,要求BMS能夠實現電池均衡。
熱管理是控制電池工作在最適宜的溫度區間,對于大功率充放電和高溫條件下使用的電池尤為關鍵。熱管理的目的是使電池溫度平衡,盡可能降低電池溫度在空間上的差異性。BMS與其他設備的通信是BMS的重要功能之一,根據實際的應用需要,可以采用不同的通信接口進行數據交換。一般采用CAN、RS485、以太網等實現相互間的信息通訊。
BMS本體主要由中央處理單元、數據采集檢測模塊(包括電流傳感器、電壓傳感器、溫度傳感器、漏電檢測電路)、均衡模塊、顯示單元模塊、控制保護部件(熔斷裝置、繼電器、斷路器)等構成。BMS需要在符合電氣安全、電磁兼容性、環境適應性等要求的基礎上,確保對電池的監測控制和保護。
BMS的功能和性能直接關系著電池的性能、壽命、安全和用戶體驗。一個合適的電池管理系統能夠在充分發揮電池優越性能的同時,給予電池最佳的保護,保證電池性能,延長電池壽命,降低運行成本。
未來隨著技術的發展,工藝的成熟,應用場景的細分和明確,電池可能會逐步到標準化的產品。而BMS作為電池的直接管理系統,從標準化的測試要求過渡到標準化的產品可能也是未來的發展趨勢。聯盟會依托BMS標準化工作組,圍繞行業需求,不斷推進電力儲能BMS以至電池系統標準體系的完善。
(責任編輯:fqj)
-
電池管理系統
+關注
關注
41文章
523瀏覽量
33462 -
bms
+關注
關注
107文章
1016瀏覽量
66236
發布評論請先 登錄
相關推薦
評論