隨著新能源技術迭代,鋰電池保護板正朝向高集成化(單芯片SOC+AFE)、智能化(AI故障預測)及無線化方向發展。例如,智慧動鋰電子推出的AI-BMS方案,通過LSTM算法分析歷史數據,可提前48小時預警電池失效,準確率超92%;其無線保護板采用藍牙Mesh組網,節省90%線束成本。然而,固態電池(單體電壓>5V)、鈉離子電池等新體系的普及,也對保護板的電壓監測范圍、算法兼容性提出了新挑戰。未來,融合邊緣計算與云平臺的協同管理,將成為鋰電池保護板技術升級的重心路徑。綜上,鋰電池保護板作為電池安全的重心防線,其技術演進始終圍繞精度提升、功能集成與場景適配展開。在碳中和目標驅動下,該領域將持續吸引研發投入,推動新能源產業向更安全、高效的方向邁進。硬件(采集模塊、主控單元)、軟件(算法:SOC/SOH估算、均衡控制)、通信接口(CAN/RS485)。硬件BMS保護板
BMS 即電池管理系統(Battery Management System),主要應用于以下幾個領域:電動自行車:BMS 可以監測和管理電動自行車的電池組,提供過充保護、過放保護和短路保護等功能,延長電池壽命,提高騎行的安全性和便利性。航空航天:在航空航天領域,對電池的性能和安全性要求極高。BMS 用于管理飛行器上的電池系統,確保在極端環境下電池能夠穩定、安全地工作,為飛行器的可靠運行提供保障。工業業應用:在工業業裝備中,如便攜式電子設備、電動武器平臺等,BMS 有助于提高電池的性能和可靠性,滿足工業業任務對裝備電力供應的嚴格要求。平衡車BMS保護板管理備用電源電池組,確?;緮嚯姇r可靠供電,并遠程監控電池健康狀態。
BMS管理包括哪些東西?與BMS相關的幾大塊,電壓、電流、溫度、均衡,信息等,BMS保護板通過采集電壓、電流、溫度等信息,評估BMS當前狀態。BMS首先對電池包進行信息采集,包括電壓,電流,溫度三個維度的信息提取。其次,BMS對電池包的SOX算法進行估算。然后BMS會對電池包進行安全診斷,包括過流,過壓,欠壓,高溫,低溫,斷路的保護。再次是對電池包的能量進行管理,一般分為被動均衡管理和主動均衡管理兩種類型。還會對電池包進行信息的管理,包含數據的整車交互以及日志的存儲。
鋰電池過充過放的本質:充電時,鋰離子從正極板脫嵌,通過電解液嵌入到負極板上;放電時,鋰離子從負極板上脫嵌,并經由電解液嵌入到正極板上;鋰離子電池的充放電過程是鋰離子在極板上的嵌入和脫嵌過程。充電時,隨著鋰離子的脫嵌,正極材料體積會發生一定量的收縮;放電時,隨著鋰離子的嵌入,正極材料體積會發生一定量的膨脹。過充時,正極晶格會產生崩塌,鋰離子在負極會形成鋰枝晶從而刺破隔膜,造成電池的損壞。過放時,正極材料活性變差,阻止鋰離子的嵌入,電池容量急劇下降。如果發生正極材料體積過度膨脹,會破壞電池的物理結構,從而導致電池的損壞。BMS如何保障電池安全?
BMS系統硬件架構與組:件硬件層主控單元(MCU):負責算法執行,如TI的C2000系列、NXP S32K。模擬前端(AFE):高精度采集電芯電壓(如ADI LTC6813,支持18串監測)。執行單元:包含繼電器、熔斷器、MOSFET等,響應保護指令。結構設計線束布局:采用耐高溫硅膠線(-40℃~200℃),降低阻抗與EMI干擾。散熱設計:鋁制殼體結合導熱硅脂,熱傳導系數≥5W/m·K。電池組集成電芯成組:通過激光焊接或超聲波焊連接鎳片,內阻≤0.5mΩ。模塊化設計:支持48V/72V低壓平臺或800V高壓快充架構,兼容方形/圓柱/軟包電芯。在選型BMS時需注意什么?鋰電池BMS保護板
檢查通信信號、測量單體電壓一致性、驗證保護功能(如過壓觸發斷電)。硬件BMS保護板
從實現方式來看,主要分為被動均衡與主動均衡。被動均衡,即耗能式均衡,一般利用電阻等耗能元件來消耗電壓較高電池的多余電量,以此促使電池組中各單體電池電壓趨于均衡。這種方式結構簡易、成本較低,然而會產生熱量,導致能量浪費,且均衡效率相對不高,比較適用于對成本較為敏感、電池組容量較小以及充電頻率不高的應用場景,例如一些小型鋰電池設備。主動均衡,也叫非耗能式均衡,它借助電感、電容、變壓器等儲能元件,把電量從電壓高的電池轉移到電壓低的電池,實現電池間的能量轉移與均衡。主動均衡方式能夠優異減少能量損耗,均衡速度快、效率高,適用于大容量、高倍率充放電的電池組,像電動汽車、儲能系統等對電池性能和安全性要求嚴苛的領域,不過其電路結構復雜,成本也相對較高。硬件BMS保護板