電子發燒友網報道(文/黃山明)BMU(Battery Monitoring Unit,電池監測單元)是BMS(Battery Management System,電池管理系統)的一個關鍵組成部分,主要用于單體電池或電池模塊的監測與控制。也是保障儲能產品安全、提高性能和延長使用壽命的關鍵技術。
通常電池狀態的評估與預測主要有兩種,分別為SOC(State of Charge,荷電狀態)和SOH(State of Health,健康狀態),SOC表示電池剩余電量,而SOH反映電池的健康程度和使用壽命。
BMU通過對電壓、電流和溫度等數據的實時監測,能夠準確計算電池的剩余電量,即SOC,這對于儲能產品的能效管理至關重要。并且BMU還能預測電池的健康狀況,即SOH,這有助于提前發現潛在問題,延長電池壽命。
BMU作為BMS的一部分,與電池簇管理層(BCMU)和電池堆管理層(BAMS)共同工作,實現對電池的全面管理和保護。BMU通過采集電池的各種單體信息(電壓、溫度),計算分析電池的SOC和SOH,實現對單體電池的主動均衡,并將單體異常信息上傳給電池組單元層BCMU。
如果打個比方的話,BMU相當于BMS中負責底層數據收集和初步處理的“前線哨兵”,它確保了電池組的安全性和效率,是BMS正常運作的基礎。通過與BMS的其他層級緊密協作,BMU能夠實現對電池狀態的全面監控和精細管理。
如何選擇好的BMU?
對于BMU而言,首要注重的是精確監測能力,優質的BMU應具備高精度的電壓、電流和溫度傳感器,以確保能夠精確監測電池狀態。并且具備高性能的數據采集電路,能夠實時、準確地獲取電池的各種參數。
此外還需要有一定的通信能力,可以與BMS的其他部分無縫通信,支持標準協議,如CANbus、RS485或I2C等。同時姚根據應用需求選擇支持被動均衡或主動均衡的BMU,以保證電池組的一致性。
國內外許多企業都推出了相應的BMU產品,如TI推出的TIDA-010271,保留UART通信用于調試或CAN架構評估,擴展NTC通道以滿足與電芯成1:1的比例,并保留通道用于EEPROM和TMUX診斷,同時有集成240mA內部均衡電流,具有自動熱管理功能。
東方馬達的BMU30系列,提供廣泛的調速范圍,適用于從低速到高速需保持固定扭矩的應用,且能夠進行穩定的速度控制。
此外還有如Maxim、TI、NXP等企業也提供了一系列用于電池監測和管理的IC,可以作為構建BMU的核心組件。
國內如華塑科技的BMU-S64T52CP1,是針對液冷系統設計,內置氣體和漏液檢測,集成了電池包級別的消防檢測和控制,以及單體電池交流內阻檢測,為電池預警和SOH計算提供解決方案。
華為數字能源也推出了相應的BMU,不過并未單獨推出,而是作為BMS的一部分,由BCU和BMU組成。BMU負責電池單體電壓、溫度采樣及電池均衡,具有高低壓兼容、高精度SOC誤差小于±3%等特點。
還有如江蘇海尚新能源推出的BMU產品,型號包括BMU-YH01-02、BMU-YE02-02-13(32S)、BMU-YH02-03和BMU-YE01-03。這些產品支持不同電壓范圍的電池系統,如800-1500Vdc或80-1000Vdc,并具備CAN總線通訊能力,支持不同系統架構,包括二級和三級架構,同時具有多種通信接口,如2路CAN+2路485+1路TCP/IP+1路WiFi(可選),還具備溫度采樣精度±1℃,電流采樣精度達到2‰,支持多種供電方式,包括電池簇取電或外接24V。
每家公司的BMU產品都有其獨特的功能和優勢,例如不同的電池類型支持、特殊環境下的耐用性、先進的算法等。選擇BMU時,工程師應仔細評估其具體需求和應用環境,以確定最適合的產品。
小結
選擇一個好的BMU需要綜合考慮其監測精度、保護機制、均衡管理能力、數據管理和系統安全性等多方面因素。市場上有眾多企業推出了具有不同特點的BMU產品,工程師應根據具體應用需求和技術要求,選擇最合適的BMU,以確保電池管理系統的高效、安全和可靠運行。
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