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電池管理系統(tǒng)(BMS):深入了解監(jiān)控與平衡功能 2024-01-16

電池管理系統(tǒng)(BMS)是專為管理和監(jiān)控可充電電池性能而設(shè)計(jì)的電子系統(tǒng)。隨著電動(dòng)汽車(EV)、電動(dòng)滑板車以及其他便攜式電子設(shè)備的日益普及,BMS 的重要性也日益凸顯。這些系統(tǒng)不僅確保了電池的安全性、壽命和效率,還為用戶和系統(tǒng)控制器提供了關(guān)于電池性能和健康狀況的關(guān)鍵信息。

       BMS 的核心功能主要圍繞兩大方面:監(jiān)控和平衡。

       監(jiān)控:電池的“守護(hù)神”

       在BMS中,監(jiān)控功能就如同電池的“守護(hù)神”,它不斷地測量和分析電池的各種關(guān)鍵參數(shù),包括電壓、電流、溫度、充電狀態(tài)(SOC)和健康狀態(tài)(SOH)等。這些數(shù)據(jù)為BMS提供了決策依據(jù),確保電池在安全、高效的范圍內(nèi)運(yùn)行,從而防止了過度充電、過度放電和過熱等潛在危險(xiǎn)情況的發(fā)生。

       監(jiān)控電池的SOC是BMS的關(guān)鍵任務(wù)之一,主要有三種方法:

       電壓測量方法:這種方法簡單易行,通過測量電池端子的電壓來估算SOC。然而,由于電池內(nèi)阻和性能漂移的影響,其準(zhǔn)確性可能會受到影響。

       庫侖計(jì)數(shù)方法:這是一種在線測量方法,通過測量進(jìn)入或離開電池的電荷量來準(zhǔn)確計(jì)算SOC。盡管這種方法準(zhǔn)確度高,但它需要復(fù)雜的算法和電流傳感器,同時(shí)還受到溫度、放電電流和電池老化的影響。

       歐姆或阻抗測量:這種方法基于電池內(nèi)阻與SOC之間的關(guān)系來估算電池的充電狀態(tài)。雖然阻抗測量可以提供有關(guān)電池SOC和其他參數(shù)的信息,但其準(zhǔn)確性可能會受到溫度、電池年齡和使用模式等多種因素的影響。

       值得注意的是,為了提高SOC估算的準(zhǔn)確性,通常會結(jié)合使用上述多種方法。

       平衡:確保電池組的一致性

       除了監(jiān)控功能外,BMS的另一個(gè)關(guān)鍵任務(wù)是確保電池組內(nèi)的電池單元保持一致性,這就是所謂的“平衡”功能。由于電池組中的各個(gè)電池單元在充電和放電過程中可能會出現(xiàn)不一致的情況,如果不進(jìn)行平衡處理,就可能導(dǎo)致某些電池單元過度充電或過度放電,從而影響電池組的整體性能和壽命。

       BMS通過平衡功能來確保每個(gè)電池單元都能在安全的電壓和SOC范圍內(nèi)運(yùn)行。這通常通過被動(dòng)或主動(dòng)平衡電路來實(shí)現(xiàn),這些電路可以在必要時(shí)將電量從一個(gè)電池單元轉(zhuǎn)移到另一個(gè)電池單元,從而確保整個(gè)電池組的平衡和一致性。

       結(jié)論

       綜上所述,電池管理系統(tǒng)(BMS)在確保可充電電池的安全性、壽命和效率方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。通過不斷地監(jiān)控和平衡電池組內(nèi)的各個(gè)電池單元,BMS不僅確保了電池的高效運(yùn)行,還為用戶和系統(tǒng)控制器提供了關(guān)于電池性能和健康狀況的關(guān)鍵信息。

 

       來源:電子工程世界


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