目前BMS架構主要分為集中式架構和分布式架構。集中式BMS將所有電芯統一用一個BMS硬件采集,適用于電芯少的場景。集中式BMS具有成本低、結構緊湊、可靠性高的優點,一般常見于容量低、總壓低、電池系統體積小的場景中,如電動工具、機器人(搬運機器人、助力機器人)、IOT智能家居(掃地機器人、電動吸塵器)、電動叉車、電動低速車(電動自行車、電動摩托、電動觀光車、電動巡邏車、電動高爾夫球車等)、輕混合動力汽車。目前行業內分布式BMS的各種術語五花八門,不同的公司,有不同的叫法。動力電池BMS大多是主從兩層架構。儲能BMS則因為電池組規模較大,多數都是三層架構,除了從控、主控之外,還有一層總控。智慧動鋰電子是一家集鋰電池安全管理硬件、軟件及BMS系統方案于一體的綜合服務商。部分保護板集成溫度傳感器,過熱/過冷時切斷電路。推廣鋰電池保護板
保護板的功能實現依賴于嚴密的參數設定。例如,過充保護的電壓閾值需根據電池類型精細調整——磷酸鐵鋰電池的過充點為3.65V,過放點為2.0V,與三元鋰體系有明顯區別。過流保護則需結合設備負載特性,例如電動工具的電機啟動電流可能是額定值的3倍,保護板需設置延時判斷機制(如10ms~2s),既防止誤觸發又確保及時斷電。此外,高質量保護板的內阻通常控制在20mΩ以下,以減少能量損耗,而工業級產品還需耐受極端溫度與振動環境,例如車載電池保護板需滿足-40℃至85℃的工作范圍。在選型時,用戶需綜合考慮電池組規格與應用場景。單節3.7V的藍牙耳機電池只需基礎保護功能,而7串24V的電動自行車電池組則要求支持多節均衡與高持續電流(如30A)。主動均衡方案雖能提升電池組容量利用率,但成本較高,多見于儲能系統;消費電子則多采用成本更低的被動均衡。品牌選擇上,精工、德州儀器等廠商的芯片因高精度和穩定性備受青睞,而劣質保護板可能因電壓檢測偏差或MOS管耐壓不足導致保護失效,引發安全隱患。江蘇光伏板鋰電池保護板鋰電池保護板如何檢測是否損壞?
BMS保護板的SOX算法估算方法。SOX包括SOC、SOE和SOP。SOC估計方法傳統方法:安時積分法、開路電壓法基于電池模型的方法:卡爾曼濾波法、粒子濾波算法神經網絡算法:神經網絡算法。SOP算法:根據電池的SOC和溫度,查表確定持續充放電最大功率瞬時充放電最大功率。電芯的去極化速度,決定當前最大功率使用的頻率。當SEI膜表面的Li離子堆積速度大于負極的吸收速度時候,就會發生電壓下降,最大功率無法維持。因此,SOP的計算難點是峰值功率與持續功率如何過度?SOH算法:兩點法計算SOH根據OCV-SOC曲線確定兩個準確的SOC值,并安時累積計算這兩個SOC之間的累積充入或放出電量,然后計算出電池的容量,從而得到SOH。算法有一定難度,需要大量的數據和模型,才能較準確的估算。
基于模型的方法估算電池SOC,包括電化學阻抗頻譜法(EIS)和等效電路模型(ECM),通過模擬電池的電化學反應和電氣行為來進行深入的SOC分析。這些方法可評估內阻、容量和其他關鍵參數,從而多方面了解各種運行條件下的SOC。卡爾曼濾波是另一種流行的基于模型的技術,它能整合來自多個傳感器的數據,即使在動態環境中也能精確估算SOC。然而,卡爾曼濾波法的準確性容易受到傳感器漂移、極端溫度變化和電池行為變化等外部因素的影響。大多數電動汽車使用不同的技術組合來準確測量SOC。庫侖計數和OCV快速獲得基本數據,而EIS、ECM和卡爾曼濾波則提供更詳細和更精確的信息。除此之外,神經網絡、人工智能的應用也在不斷的提高SOC的準確性。智慧動鋰電子是一家集鋰電池安全管理硬件、軟件及BMS系統方案于一體的綜合服務商。當單節電壓超過設定值(如4.25V),MOS管切斷充電回路。
從結構上看,保護板主要由控制芯片(IC)、MOSFET開關、采樣電阻、溫度傳感器及輔助電路構成。控制芯片如同“大腦”,負責處理來自電池的電壓、電流信號,例如常見的DW01芯片可實時比對單節電池電壓與預設閾值(如三元鋰電池的過充閾值4.25V、過放閾值2.5V),一旦檢測到異常立即發出指令。MOSFET開關則扮演“閘門”角色,通常采用雙N溝道或P溝道場效應管(如AO8810),在過充、過放或過流時迅速切斷電路,其響應速度可達毫秒級,尤其在短路保護中,能在百微秒內阻斷高達200A的瞬間電流,有效遏制熱失控風險。采樣電阻與溫度傳感器(如NTC熱敏電阻)則分別負責監測電流大小與環境溫度,確保電池在-20℃至60℃的安全區間內工作。對于多節串聯的電池組,保護板還會加入被動均衡電路,通過電阻耗能平衡各單體電壓差異,避免因容量不匹配導致的整體性能衰減。BMS如果失效會產生什么后果?國產鋰電池保護板管理系統品牌
保護板如何實現過流保護?推廣鋰電池保護板
對于儲能系統(家用儲能、新能源電站),保護板的設計重點轉向長周期穩定運行與高精度管理。100S以上的多串并聯結構要求電壓采樣精度達±1mV,TI的BQ78Z100等芯片通過24位ADC實現精細監控。主動均衡技術在此類場景中尤為重要,能量轉移方案可減少10%~15%的容量損耗,配合光伏充放電策略優化,明顯延長電池壽命。電網級儲能系統還需通過ISO 26262功能安全認證,采用雙MCU冗余設計,確保極端工況下仍能維持關鍵保護功能。例如某家庭儲能系統通過BMS動態調節充放電曲線,優先消耗太陽能電力,只是只是在電價低谷時段從電網補電,實現經濟性與耐久性的雙重提升。推廣鋰電池保護板