锂电池管理系统完整指南

2023-11-23      403 次浏览

锂离子电池广泛用于不同的应用。 锂离子电池的材料化学性质无法承受过充、过放、过流、短路和超高温。 所以锂离子电池需要BMS来保证电池的可靠和安全。 电池管理系统是锂离子电池的大脑,负责报告电池的状态和健康状况。 让我们从这篇文章中得到一个更好的理解。


一、什么是BMS管理系统?


电池上的BMS是电路保护元件。 电池管理系统用于锂离子电池、磷酸铁锂电池组和锂聚合物电池。 BMS监控和控制电池的电压和电流。


电池BMS的主要组成部分:

印刷电路板。 常见的PCB板类型有单板、双面板和四层板三种。

锂电池最好的BMS IC必须采用名牌IC,这决定了价格和质量。

Mosfet 在电路中充当开关。 然而,MOSFET的导通电阻会影响电池性能。 高品质的Mosfet导通电阻更小,使得锂电池的导通电阻更小,负载更强。 此外,高质量的MOSFET功耗极低。

NTC,测量锂离子电池的侧面温度。


二、BMS 如何工作?


激活电池管理系统 

当BMS P+、P-处于保护状态时无输出。 将B+和B-短接即可激活BMS,Dout和Cout将处于低电平(保护的两个端口为高电平保护)。 状态支持开关打开。


收费

P+和P-连接充电器的正负极。 充电电流通过MOS对电池进行充电。 保护IC的VDD和VSS为电源端和电芯电压检测端。 电池单元的电压持续升高。 当升到电芯的保护电压(过充保护电压)时,此时COUT会输出高电平,关断相应的MOS开关,充电电路也随之关闭。 ,过充保护后,电芯电压会下降。 当下降到IC电压阈值(过充保护恢复电压)时,Cout恢复低电平状态,开启MOS管。


放电

当电池放电时,IC 的 VDD 和 VSS 也会检测电池电压。 当电芯电压下降到IC阈值(过放保护电压)时,Dout随机输出高电平,关闭相应的MOS管。 放电电路断开。 过放保护后,电芯电压会上升。 当上升到阈值电压(过放保护恢复电压)时,Dout恢复低电平,导通MOS开关。


过流、短路

当放电过程中主电路电流过大时,由于MOS饱和导通的内阻,电流在B-、P-之间流过时,MOS管两端会产生压降,保护V - 而IC的VSS(通过R2)会随时检测两端电压,当电压上升到保护IC的检测阈值(一般为0.15V,放电检测过流电压)时,Dout立即输出高电平关断相应的MOS管,放电电路断开。


NTC工作流程

电池运行时不会出现过冲、过流和过放电的情况。 然而,由于长时间工作,电池温度会升高,因此将NTC放置在靠近电池单元的位置以监测电池温度。 随着温度升高,NTC的电阻会增大。 当电阻下降到设定值时,CPU会发出关机命令,停止对电池充电,从而保护电池。


BMS具有过充、放电、短路、温度保护等保护功能。


三、智能电池管理系统与硬件电池管理系统的区别


硬件BMS的技术比智能电池管理系统更稳定。 软件工程师对管理或监控电池组状态的硬件 BMS 进行编码。 BMS是锂离子电池的大脑。 我们不仅擅长BMS的设计和开发,更擅长风险排查。 电池管理系统管理锂离子电池的性能。 智能BMS具有UART、I2C、CANBUS、rs232、rs485通信协议。 智能BMS比硬件BMS更安全、更智能。


CMB工程团队 始终追求锂离子充电电池组和BMS的可靠和卓越性能。


四、电池管理系统的主要功能


过充保护

过充保护是指锂电池在充电过程中,随着电压升高超出合理范围,会带来不确定的危险。 保护板的过充保护功能是实时监测电池组的电压。 当充电到安全电压范围顶部时,它会切断电源,防止电压继续升高,从而起到保护作用。


充电时,保护板会实时监测电池组每串电压,只要其中一串达到过充保护值(默认充电电压3.75V±0.05V),保护板将切断电源,整组锂电池将停止充电。


过放保护

过放保护是指锂电池在放电过程中,随着电压下降,如果电量全部放完,锂电池内部的化学物质就会失去活性,导致无法充电或容量下降。 保护板的过放保护功能是实时监测电池组的电压。 当电池电压放电到最低点时,它会切断电源,防止电压继续下降,从而起到保护作用。


放电时,保护板会实时监测电池组每串电压,只要其中一串达到过放保护值(三元默认过放电压为2.7V±0.1) V,铁锂默认过放电压为2.2VV±0.1V),保护板将切断电源,整组锂电池停止放电。


过流保护

过流保护是指锂电池向负载供电时,电流会随着电压和功率的变化而变化。 电流大时,很容易烧坏保护板、电池或设备。 保护板的过流保护功能是在充放电过程中实时监测电池组的电流。 过流保护电路在电流超过安全范围时切断电流,以保护电池或设备免受损坏。


充放电时,保护板会实时监测电池组的电流。 一旦达到设定的过流保护值,保护板将切断电源,整个锂电池将停止充放电。


短路保护

当电池的正负极在没有任何负载的情况下直接连接时,就会形成短路。 短路可能会导致电池和设备损坏。


当锂电池意外造成短路(如接错线、接错线、进水等)时,保护板会在极短的时间内(0.00025秒)切断电流的流动,从而起到保护电池的作用。保护作用。


温度保护

温控保护:硬件保护板的温控探头焊接在保护板内部的主板上,不能插拔。 温控探头可以实时监测电池组或工作环境的温度变化。 电池组的温控保护系统,当温度超过设定值(默认:充电-20~55℃,放电-40~75℃)时,将断开充放电。 当温度恢复到合理范围时系统将重新连接充放电。


余额保护

被动均衡是指当电池串之间出现电压不一致时,充电过程中保护板会调整各串电压一致。


当保护板检测到锂电池组之间存在电压差时。 充电时,当高压串数量达到平衡值(LiNiCoMnO30:35V,LiFePO2:4.13V)时,保护板通过平衡电阻从高压串中放电(消耗)约4-3.525mA,并且其他低压串继续充电直至充满。


电池BMS是电池组的心脏。 电池管理系统 (BMS) 报告锂离子电池组的电池状态和性能。 很明显,清楚地证实了 电子请求 将BMS解决方案与锂离子电池相匹配。 然后您就可以获得可靠的BMS和锂电池组。


相关文章

推荐品类

为您推荐

东莞市钜大电子有限公司 粤ICP备07049936号