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    鋰電池為什么需要BMS?鋰電池保護板BMS的作用2021-08-20 08:00

    鋰電池為什么需要BMS?鋰電池保護板BMS的作用。盡管鋰電池比其他種類的電池有更多的優點,但鋰電池處于嚴重過充電狀態下還存在爆炸的危險,造成鋰電池損壞的同時還對使用者的人生安全造成威脅。因此,必須為鋰電池配備一套具有針對性的鋰電池管理系統BMS從而對電池組進行有效的監控、保護、能量均衡和故障警報,進而提高整個鋰電池工作效率和使用壽命。

    什么是BMS?

    電池管理系統(英語:BatteryManagementSystem,縮寫BMS)是對電池進行管理的系統,通常具有量測電池電壓的功能,防止或避免電池過放電、過充電、過溫等異常狀況出現。隨著技術發展,已經逐漸增加許多功能。

    電池管理系統與電動汽車的動力電池緊密結合在一起,通過傳感器對電池的電壓、電流、溫度進行實時檢測,同時還進行漏電檢測、熱管理、電池均衡管理、報警提醒,計算剩余容量(SOC)、放電功率,報告電池劣化程度(SOH)和剩余容量(SOC)狀態,還根據電池的電壓電流及溫度用算法控制最大輸出功率以獲得最大行駛里程,以及用算法控制充電機進行最佳電流的充電,通過CAN總線接口與車載總控制器、電機控制器、能量控制系統、車載顯示系統等進行實時通信。

    BMS的功能應當包括電池基本保護功能、電池均衡功能、電池儲備能量測算功能和網絡通信功能。

    鋰電池為什么需要BMS?

    動力鋰電池管理系統能有效的對鋰電池組進行有效的監控、保護、能量均衡和故障警報,進而提高整個動力電池組的工作效率和使用壽命。鋰電池由于其工作電壓高、體積小、質量輕、能量密度大、無記憶效應、無污染、自放電小、循環壽命長等眾多優點而被廣泛使用在各種精密設備上。但是鋰電池有嚴重的缺陷,總結來說有以下兩個方面:

    (1)安全性

    鋰電池存在安全性差,時有發生爆炸等缺陷。尤其是鈷酸鋰為正極材料的鋰電池不能大電流放電,安全性較差。此外,幾乎所有種類的鋰電池過度充電或過度放電都會引起電芯不可逆轉的損傷。鋰電池對溫度也極為敏感:如果在溫度過高的狀況下使用,可能引起電解液分解、燃燒甚至爆炸;溫度過低將導致鋰電池的各項性能明顯惡化,影響設備的正常使用。

    由于電池制作工藝的限制,每個電池單元的內阻、容量等均會存在差異。當多個電池單元串聯使用時,會引起各個電芯的充放電速率不一致,這導致了電池容量的利用率低下。鑒于此,鋰電池在實際使用過程中通常需要專門的保護系統來監控電池的健康狀態,從而管理鋰電池的使用過程。

    (2)可維護性

    鋰電池低溫下容量衰減和電量無法準確預測使得設備的可維護性較差。長期在線的儀表需要定期更換電池,而遠程監控設備工作站點分散,各個站點之間路途遙遠,因此更換電池工作量巨大,成本高昂。

    為了減小維護的工作量,降低維護成本,需要鋰電池BMS管理系統具有準確的電荷狀態估算功能以準確掌握電池的電荷狀態,更有目的地進行電池更換工作;同時還需要電池管理系統具有較低的自身功耗,以降低維護頻率,延長電池的使用壽命。因此對長時間持續供電的遠程監控儀表,合理地設計鋰電池BMS管理系統對設備的維護有著非常重要的意義。

    電池保護板BMS的作用

    1.電池保護,和PCM差不多,過充、過放、過溫、過流,還有短路保護。像普通的鋰錳電池和三元鋰電池,一旦檢測到任何一節電池電壓超過4.2V或任何一節電池電壓低于3.0V系統就會自動切斷充電或放電回路。如果電池溫度超過電池的工作溫度或電流大于電池的放電電流,系統會自動切斷電流通路,保障電池和系統安全。

    2.能量均衡,整個電池包,由于很多節電池串聯,工作一定時間后,由于其電芯本身的不一致性、工作溫度的不一致性等原因的影響,最后會表現出很大的差異,對電池的壽命和系統的使用有巨大的影響,能量均衡就是彌補電芯個體之間的差異去做一些主動或被動的充電或放電的管理,確保電池的一致性,延長電池的壽命。

    動力鋰電池從產生直到壽命完結回收,都存在安全問題,即使在出廠時完全符合國際安全標準,在使用過程中會從安全狀態演變到不安全狀態,質量好的單體電池性能逐漸衰退而達到壽命極限,質量不好的單體電池,在使用過程中其性能會陸續出現各種不正常劣化衰退,進入所擔心的不安全狀態。這是一個逐漸累積的變化過程。

    鋰電池BMS管理系統就不像有些電池生產企業說的那樣可有可無,而是必須要有,而且還要貫穿電池組應用始終。鋰電池管理系統在國內外已有許多研究,并且開始在許多領域應用,已經能滿足一些市場的需要,鋰動力電池的應用對電池管理系統提出了更高的要求,保障動力電池組的使用安全,是鋰動力電池管理系統的首要任務。

    BMS作為電池安全運用的有力保障,使得電池時刻處于安全和可控制的充放電使用過程中,大大提高了電池在實際使用過程中的循環使用壽命。在新能源汽車的快速發展過程中,BMS作為核心的技術發揮著舉足輕重的作用。

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