電池管理系統(BMS)用于管理電池。它通常測量電池電壓以防止電池過放電、過充電和過熱。隨著技術的發展,許多功能逐漸增加。
將電池管理系統與電動汽車動力鋰電池結合在一起,通過傳感器對電池的電壓、電流、溫度進行實時檢測,以及檢測漏液、熱管理、平衡電池管理、報警提醒、計算剩余容量(SOC)、放電功率、報告電池剩余容量退化(SOH)和狀態(SOC),它還使用算法根據電池的電壓、電流和溫度來控制最大輸出功率,以獲得最大續航里程,并使用算法控制充電器充電最佳電流。CAN總線接口與車輛主控制器、電機控制器、能量控制系統和車輛顯示系統實時通信。
為什么鋰電池需要BMS?
電池管理系統可以對鋰離子電池組進行有效的監測、保護、能量平衡和故障報警,提高整個動力鋰電池組的工作效率和使用壽命。鋰離子電池因其工作電壓高、體積小、重量輕、能量密度高、無記憶效應、無污染、自放電低、循環壽命長等諸多優點,廣泛應用于各種精密設備。但是,鋰電池存在嚴重的缺點。綜上所述,有以下兩個方面:
(1)安全性
鋰電池安全性差,不時出現爆炸等缺陷。特別是以鈷酸鋰為正極材料的鋰電池不能在大電流下放電,安全性差。此外,幾乎所有類型的鋰離子電池過度充電或過度放電都會對電池造成不可逆轉的損壞。鋰電池也容易受到溫度的影響:如果在過高的溫度下使用,可能會導致電解液分解、燃燒甚至爆炸;如果溫度過低,鋰離子電池的性能會明顯下降,影響設備的正常使用。
由于電池制造工藝的限制,每個電芯的內阻和容量都會有所不同。當多個電芯串聯使用時,每個電芯的充電和放電速率將不一致,導致電池容量利用率低。正因為如此,在鋰離子電池的實際使用中,通常需要專門的保護系統來監測電池的健康狀況,以管理鋰離子電池的使用。
(2)可維護性
我們無法準確預測鋰電池在低溫下的容量衰減和功耗,這使得設備的可維護性較差。長期在線儀器需要定期更換電池,而遠程監控設備工作現場分散,站點之間的距離較長。因此,更換電池的工作量巨大,成本高。
為了減少維護工作量和維護成本,鋰離子電池BMS管理系統必須具有準確的充電狀態估計功能,以準確掌握電池的充電狀態,更有針對性地進行電池更換工作;同時,電池管理系統必須具有低功耗,以降低維護頻率并延長電池壽命。因此,對于長期連續供電的遠程監控儀器,鋰離子電池BMS管理系統的實際設計對設備的維護保養具有重要意義。
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