强能蓄电池均衡模块介绍

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电池均衡系统介绍_BMS介绍

电池均衡系统介绍_BMS介绍

能量和比能量:电池在一定条件下对外作功所能输出的电能叫做电池的能量,单位一 般用wh表示。
a.理论能量电池的放电过程处于平衡状态,放电电压保持电动势(E)数值,且活性物质 利用率为100%,在此条件下电池的输出能量为理论能量(W0),即可逆电池在恒温恒压下 所做的最大非膨胀功(W0=C0E)。
b.实际能量电池放电时实际输出的能量称为实际能量。电池放电时实际输出的能量称 为实际能量。
• 3) 均衡电路模块:主要用于对电池组单体电压的采集,并进行单体间 的均衡充电使组中各电池达到均衡一致的状态。目前主要有主动均衡和 被动均衡两种均衡方式。(实在想不出来还会有第三种么?)也可称之 为无损均衡和有损均衡。
• 4) 下位机模块:信号处理,控制。 通讯。
充电特性
系统框图
能量流向图
• SOC和DOD:SOC(State of Charge)-为荷电状态,表示电池剩余容量与总容量的百 分比。DOD(Depth of Discharge )-为放电深度,表示放电程度的一种量度,为放电 容量与总放电容量的百分比。放电深度的高低和二次电池的寿命有很大的关系:放电深 度越深,其寿命就越短。
• 放电终止电压:指放电时,电压下降到不宜再继续放电的最低工作电压值。为人为规 定的值。例如:锂离子电池充电时,终止电压为4.2V,放电时为3 .0V或2 .75V。
• 工作电压:又称放电电压或负荷电压,是指电池对外输出电流时,电池两极间的电位 差。工作电压总是低于开路电压。电池放电电压的变化与放电制度有关,即放电曲线 的变化还受放电制度的影响,包括:放电电流,放电温度,放电终止电压;间歇还是 连续放电。放电电流越大,工作电压下降越快;随放电温度的增加,放电曲线变化较 平缓;对于二次电池,放电电压低于规定的终止电压叫做过放电,过放电常常会影响 到蓄电池的循环寿命。恒阻放电恒流放电恒流放电连续放电间歇放电。

电池管理系统之均衡管理

电池管理系统之均衡管理

电池管理系统之均衡管理电池管理系统的重要性和均衡管理的作用电池管理系统(BMS)是一种用于监控和控制电池组的系统,具有重要的作用。

随着电池技术的发展和应用的扩大,BMS越来越受到关注,特别是在电动车、储能系统和太阳能电池等领域。

BMS有许多功能,其中之一就是均衡管理。

均衡管理是指在电池组中的每个单体电池之间进行能量的均衡,以确保每个电池单体的电荷状态相对均匀,从而提高整个电池组的性能和寿命。

如果电池组中的某个电池电荷过高或过低,就可能导致电池组的性能下降或甚至故障。

通过均衡管理,BMS可以监测和调整每个电池单体的电荷状态,以保持整个电池组的稳定和可靠性。

均衡管理的实现通常采用一种称为均衡电路的设备来完成。

均衡电路可以将电池组中的电荷从一些电池单体转移到其他电池单体,以达到均衡电池之间电荷状态的目的。

这种方法可以提高电池组的能量利用率,并延长电池的使用寿命。

总之,电池管理系统的均衡管理在电池技术的应用中起着重要的作用。

通过均衡管理,BMS可以保证电池组的性能和寿命,提高能源利用效率,为电动车、储能系统和太阳能电池等电池应用提供可靠的电源支持。

电池管理系统(BMS)是一种用于监控和控制电池组的设备,具有关键的安全功能,以确保电池组的稳定性和性能。

BMS的基本原理是通过不同的传感器和控制器来监测电池组的各种参数,并采取相应的措施来保证电池组各个单体之间的电压和温度均衡。

BMS主要由以下几个组成部分构成:电池管理单元(BMU):电池管理单元是BMS的核心部分,负责从各个传感器中收集数据,并根据事先设定的算法进行分析和计算。

BMU还负责与其他控制器通信,以便采取适当的措施来保持电池组的正常工作。

电池管理单元(BMU):电池管理单元是BMS的核心部分,负责从各个传感器中收集数据,并根据事先设定的算法进行分析和计算。

BMU还负责与其他控制器通信,以便采取适当的措施来保持电池组的正常工作。

传感器:BMS使用多种传感器来监测电池组的各种参数,如电压、电流、温度等。

主动均衡与电池电量、容量、内阻之间的关系

主动均衡与电池电量、容量、内阻之间的关系

主动均衡与电池电量、容量、内阻之间的关系深圳市强能电气有限公司王创社如果把电池比作水杯,电量就好比装水的多少,容量好比杯子的大小,内阻好比杯子的口径(不是太贴切)电池不一致,分几种情况,有电量不一致,内阻、容量是一致的。

电量不一致只要将高电量电池电量转移到低电量就好了。

如果是容量不一致,内阻一致,主动均衡作用如下:串联充电时,容量大的电池,电压低,容量小的电池,电压高,主动均衡将容量小的电池的一部分充电电流分流,使得容量小的电池实际充电电流小,主动均衡对容量大的电池额外充电,使得容量大的电池实际充电电流大。

停止充电时,两个电池电压相同,电量不同,容量大的电池电量多。

串联放电时刚好相反。

从分析可以看出,主动均衡对容量不一致的电池串联使用是有好处的,能够做到同时充满,同时放完。

其中没有因为主动均衡造成的电池循环充放电而影响寿命的问题。

如果是内阻不一致,容量一致,主动均衡作用如下:串联充电时,开始充电电流较大,内阻大的电池电压高,主动均衡将内阻大的电池一部分电流分流,使得内阻大的电池充电电流小,内阻小的电池电压低,主动均衡对内阻小的电池额外充电。

随着充电进行,充电电流逐渐减小,因为充电电流在内阻上的压降造成的电压差逐渐减小,内阻大的电池与内阻小的电池实际充电电流逐渐一致,再到后来,充电电流小时,由于内阻小的电池一直充电电流比较大,提前接近充满电压升高,有可能内阻小的电池电压反而高于内阻大的电池,如果是这种情况,主动均衡将会对内阻小的电池充电电流进行分流,防止电池充电过压,同时,额外对内阻大的电池充电,让其尽快充满。

直到最后,内阻大于内阻小的电池都充满。

从这个过程可以看出,均衡模块在充电电流大时,让内阻大的电池充电电流减小,对防止内阻大的电池发热是有好处的,当在充电后期当充电电流减小时,内阻大的电池电流减小慢,实际上是使得内阻大的电池充电电流更加平稳。

这中间内阻大的和内阻小的电池一直都是在充电,只是均衡电流有可能有时是充电,有时是放电。

蓄电池均衡器原理

蓄电池均衡器原理

蓄电池均衡器原理
蓄电池均衡器是一种用于平衡串联电池组中各单体电池电压的电子设备。

它可以防止电池组中个别电池过充或过放电,延长电池组的使用寿命。

蓄电池均衡器的工作原理是利用电池之间的电压差进行能量转移。

当电池组中个别电池的电压高于其他电池时,均衡器会将多余的能量转移到电压较低的电池上。

蓄电池均衡器的主要类型包括:
有源均衡器:有源均衡器使用电子元件来控制能量转移。

它具有较高的精度和效率,但成本也较高。

无源均衡器:无源均衡器使用电阻或电容等元件来进行能量转移。

它具有较低的成本和复杂度,但精度和效率也较低。

蓄电池均衡器的应用范围包括:
电动汽车:电动汽车的电池组通常由数百甚至数千个单体电池组成,需要使用均衡器来保持电池组的平衡。

光伏发电系统:光伏发电系统的电池组也需要使用均衡器来延长电池组的使用寿
命。

储能系统:储能系统的电池组也需要使用均衡器来提高系统的可靠性和安全性。

蓄电池均衡器的使用注意事项:
均衡器应与电池组匹配:均衡器的类型、规格和参数应与电池组的类型、规格和参数相匹配。

均衡器应正确安装:均衡器应按照说明书正确安装,以确保其正常工作。

均衡器应定期维护:均衡器应定期进行检查和维护,以确保其性能良好。

BMS系统均衡及SOC简介

BMS系统均衡及SOC简介

BMS均衡简介目的:克服电池不一致带来的严重影响。

在电池使用中,人们强烈地提出了对电池进行均衡的要求。

为此,近十几年来,许多电池管理系统(BMS) 的研发者,采用了各种各样的方法来进行电池的均衡。

归纳起来有以下几种方法:(1)分流法,也叫旁路法。

原理:在电池充电时,当某一电池的充电电压超过设定值时,通过并联在该电池的电阻分流该电池的一部分电流,从而达到降低该电池充电电压的目的。

原理图1:图1 分流法原理图图中,E1、Ei…En 为单体电池的电动势,R1、Rbi…Rn 为单体电池的内阻,U1、Ui…Un 为单体电池的充电电压,R 为单体电池并联的电阻。

UC 是总充电电压,I是总充电电流,Ib 是流过电池的电流,IR 是流过并联电阻R 的电流。

设∑E 为各单体电池电动势之和,∑R 为各单体电池并联电阻之和。

这种方案,结构复朵,体积大,分流时发热量大,通用性差。

均衡电电流不宜过大。

!(2) 切断法充电时,当某一电池的充电电压超过设定值时,通过自动控制开关该电池的电路。

等效电路图如图2:当电池i 的充电电压超过设定值时,开关K i1打开,Ki2合上。

电池i 断路,电流IKi从Ki2流过IKi。

此时,电池的总电压会下降一个电池的电压。

这种方法只能防止电池过压充电,没有均衡作用。

其次,它所用的切断开关的负载能力,随电池容量增加而加得很大,不宜采用。

(3)并联法所谓并联法,就是把电池按先并后串的连接方式使用。

这也是一些电池生产厂家和电池的使用者,企图利用一些小容量电池组成大容量、高电压电池组所采用的方法。

这种方法的等效电路原理图如图3 所示:1) 当整个串联电池组开路时电动势不一致的电池并联时,电动势高的电池会向电动势低的电池充电,一直延续到各电池的电动势相同,各电池电流接近零为止。

所以,并联使用的电池,只要它们的电压有差异,随时都可以在并联组内自动均衡。

因为充放电时要损失能量,所以均衡后电池组的电动势总要小于平均电动势,这会使串联的各电池组之间的一致性变坏。

电池包电压均衡原理

电池包电压均衡原理

电池包电压均衡原理
电池包电压均衡是指在一个电池包内,各个单体电池的电压保持在一个合理且相近的范围内,以提高整个电池组的性能和寿命。

这是电池管理系统(Battery Management System,简称BMS)中的重要功能之一。

在一个电池包中,由于电池单体之间的微小差异以及使用过程中的不同负载情况,会导致各个电池单体的电压产生差异。

如果这些差异过大,就会导致某些电池单体过早失效,从而降低整个电池组的性能和寿命。

为了解决这个问题,电池包通常会配置电压均衡系统。

电压均衡系统主要由均衡电路和控制器组成。

均衡电路负责将电池单体中电压较高的电池单体通过放电的方式补充到电压较低的电池单体上,以达到电压均衡的目的。

控制器则监测和控制整个电池包的工作状态,根据需要启动均衡电路。

电压均衡系统的工作原理可以简单描述如下:当电池组的某个电池单体电压超过预设的阈值时,均衡控制器会触发均衡电路,将其余电池单体中较高电压的电池通过放电转移到电压较低的电池单体上,以实现电压的均衡。

一旦电池单体的电压差异降到设定的合理范围内,均衡控制器会停止均衡操作。

电压均衡可以延长整个电池组的使用寿命,提高能量利用率以及安全性能。

它可以确保各个电池单体在工作过程中保持相对一致的状态,减少因单体电压差异造成的不均衡放电和充电,降低电池组的故障率,提高电池包的性能稳定性。

总之,电池包电压均衡是电动汽车等电池组应用中非常重要的一个环节。

通过合理的均衡设计和控制,可以有效提高电池组的性能,延长使用寿命,并确保电池包的安全可靠运行。

动力电池被动均衡工作原理

动力电池被动均衡工作原理

动力电池被动均衡工作原理
动力电池被动均衡是指在电池组运行过程中,通过外部电路对电池组中的每个单体电池进行均衡放电或均衡充电,以实现电池组内各单体电池的电荷状态一致。

其工作原理如下:
1. 监测电池电压:通过电池管理系统(BMS)监测电池组中
每个单体电池的电压情况。

2. 比较电压差异:BMS将监测到的单体电池电压进行比较,
找出电压差异较大的电池。

3. 激活均衡电路:根据电压差异,BMS通过控制器激活对应
的均衡电路,使其与接在电池组上的均衡电阻相连。

4. 均衡放电或均衡充电:激活的均衡电路会使电池中的电荷倾向于流向电池容量较低的单体电池,实现电池组内电荷的均衡。

具体操作为:当电池容量较高的单体电池需要均衡时,均衡电路会通过放电,使其中的电荷流向电池容量较低的单体电池;而当电池容量较低的单体电池需要均衡时,均衡电路则会通过充电,将电荷流入其中。

5. 循环检测与控制:BMS会不断循环检测电池电压,根据最
新的电压情况确定下一步操作,使电池组内的各单体电池电荷状态保持均衡。

总之,动力电池被动均衡是通过激活均衡电路,通过均衡放电
或均衡充电,使电池组内各单体电池的电荷状态趋向均衡,以提高整个电池组的性能和使用寿命。

电池bms均衡的方法及过程

电池bms均衡的方法及过程

电池bms均衡的方法及过程【最新版3篇】篇1 目录一、电池 BMS 均衡的目的二、电池 BMS 均衡的方法三、电池 BMS 均衡的过程四、电池 BMS 均衡电路图的分析五、总结篇1正文一、电池 BMS 均衡的目的电池 BMS(电池管理系统)的主要目的是保证每节电池的电压一致,从而确保电池组的安全运行。

在电池组中,每节电池的电压差异可能会导致某些电池过充或过放,从而影响电池组的整体性能和寿命。

因此,电池BMS 均衡至关重要。

二、电池 BMS 均衡的方法电池 BMS 均衡的方法主要有两种:主动均衡和被动均衡。

1.主动均衡:主动均衡是通过外部设备对电池组进行电压调整,以达到每节电池电压一致的目的。

主动均衡可分为串联式和并联式两种。

2.被动均衡:被动均衡是指在电池组内部,通过电池自身的充放电特性来实现电压平衡。

被动均衡通常采用电阻、电容等元器件进行分压或分流,以降低每节电池的电压差异。

三、电池 BMS 均衡的过程电池 BMS 均衡的过程包括以下几个步骤:1.检测电池电压:通过电池 BMS 系统检测每节电池的电压,了解电池组的整体状态。

2.进行电压调整:根据检测结果,对电压偏低的电池进行充电,对电压偏高的电池进行放电,以达到每节电池电压一致的目的。

3.监控电池状态:在电池 BMS 均衡过程中,需要实时监控电池组的状态,确保每节电池的电压在安全范围内。

四、电池 BMS 均衡电路图的分析电池 BMS 均衡电路图主要包括电源、电池组、MOS 管、光耦等元器件。

其中,MOS 管可以看作一个可变电阻,根据电池电压调节其导通情况,分流一部分充电电流;光耦则用于隔离电池 BMS 系统与充电电路,确保电池 BMS 系统安全可靠。

五、总结电池 BMS 均衡是为了保证电池组中每节电池的电压一致,从而确保电池组的安全运行。

电池 BMS 均衡的方法包括主动均衡和被动均衡,过程涉及检测电池电压、进行电压调整和监控电池状态等。

电池 BMS 均衡电路图主要包括电源、电池组、MOS 管、光耦等元器件。

bms动力电池均衡原理_概述及解释说明

bms动力电池均衡原理_概述及解释说明

bms动力电池均衡原理概述及解释说明1. 引言1.1 概述本文将重点讨论BMS(Battery Management System,电池管理系统)中动力电池均衡原理的相关内容。

随着电动车的普及和发展,动力电池的性能要求越来越高,而电池的不平衡问题成为制约其持久稳定工作的重大挑战之一。

因此,了解和应用动力电池均衡原理显得尤为重要。

1.2 文章结构本文主要分为五个部分:引言、BMS动力电池均衡原理、BMS动力电池均衡原理的重要性、BMS动力电池均衡原理在实际应用中的挑战以及结论。

接下来将逐一介绍每个部分所涉及的内容。

1.3 目的本文旨在深入阐述BMS中动力电池均衡原理,并探讨其在实际应用中所面临的重大挑战。

通过对相关概念和解释说明的阐述,读者可以更加全面地了解该原理背后的基本概念、关键技术以及实际应用效果。

同时,本文还将总结该原理对于延长电池寿命、提高能量存储和释放效率以及提升安全性和故障预防方面的重要性,以及在实际应用中所面临的挑战。

最后,本文将展望未来该领域的发展方向和研究重点,为读者提供一个对动力电池均衡原理有较全面了解,并可以为实际应用提供参考的文章。

(注:以上内容仅供参考,具体撰写时可根据需要进行适当修改)2. BMS动力电池均衡原理:2.1 动力电池均衡概述动力电池均衡是指对电池组中的每个单体电池进行控制和管理,以确保其充放电状态的一致性。

在一个电池组中,由于制造过程、运行环境等原因,不同单体电池之间往往会存在容量差异、内阻差异等问题。

如果不对这些差异进行处理和调整,可能会导致某些单体电池充放电状态失衡,甚至引发严重后果,如降低整个系统的能量存储效率、减少电池寿命、甚至引起故障。

2.2 均衡原理解释BMS(Battery Management System)通过实时监测每个单体电池的工作状态,包括当前电压、温度、容量等信息,并根据预设的策略来调整各个单体电池之间的充放电情况,以达到均衡化。

专业BMS 均衡方法简介

专业BMS 均衡方法简介

无损均衡方式分类
无损均衡--分散式
• 分散式目前分为:电容式(飞度电容法)和储能电 感式 电容式:即通过切换电容开关,将电荷从电压高的 电池转移到电压低的电池,达到均衡,达到均衡 需要多次传输,且两个电池压差很小时需要很长 时间均衡
每两个电池组成一个均衡单元, 如图1 中电池EB1 和EB2 组成第一个均衡单元, 储能电容C1 ; 储能电感L1、L 2 ; 开关Q1、Q2 组成了均衡电路. 当E B1 和EB2产生不平衡 时, 该均衡电路在相位相反的两个方波驱动下交替开关, 通过储能元件构成的能量交换通道逐次地把电压高电池的 电荷搬移到电压低的电池中, 直至两个电池平衡为止
BMS均衡方法 被动式 主动式
硬件方案
软件方案
DC/DC集中式
分散式
单 向 均 衡
双 向 均 衡
ห้องสมุดไป่ตู้
飞 度 电 容
储 能 电 感
各均衡方案优缺点对比
• 被动均衡方式 • 优点:是电路结构简单,成本较低 • 缺点:只能做充电均衡。同时,在充电均衡过程中,多余的能量是作为 热量释放掉的,使得整个系统的效率低、功耗高,均衡电流50mA BMS应用:电动自行车、电摩 • 飞度电容方案 • 优点:成本低,结构简单,主动式能量利用率高 • 缺点:均衡效率有限,是把电容作为能量传递的载体。该方案可以实现 能量在电池组任意两个单体之间的直接转移。由于均衡电流受电容电压 与电池组中单体电压之差的限制,随着均衡过程的进行,均衡速度会越 来越慢,量产均衡电流300mA左右
BMS功能
• 1)电池工作状态监控:主要指在电池的工作过程中,对 电池的电压,温度,工作电流,电池电,绝缘阻抗,继电 器状态等一系列电池相关参数进行实时监测或计算,并根 据这些参数判断目前电池的状态,以进行相应的操作,防 止电池的过充或过放。 • 2)电池充放电管理:在电池的充电或放电的过程中,根 据环境状态,电池状态等相关参数对电池的充电或放电进 行管理,设置电池的最佳充电或放电曲线(如充电电流, 充电上限电压值,放电下限电压值等),实现电池过充, 过放,过温,过流,短路等保护 • 3)单体电池间均衡:即为单体电池均衡充电,使电池组 中各个电池都达到均衡一致的状态。均衡器是电池管理系 统的核心部件。

电池均衡仪的原理和应用

电池均衡仪的原理和应用

电池均衡仪的原理和应用1. 电池均衡仪的原理电池均衡仪是一种用来监测和控制电池组内各个电池单体充电状态的设备。

它能够通过调节电池组内各个电池单体之间的充放电电流来实现电池的均衡充电,以提高电池的使用寿命和性能稳定性。

电池组内的各个电池单体在使用和充放电过程中,由于材料和制造工艺等差异,会导致其内阻、容量和充放电速度等方面存在差异。

这些差异会影响到电池组的整体性能和使用寿命。

电池均衡仪的原理主要通过以下几个方面来实现电池的均衡充电。

1.1 电池监测和测量电池均衡仪通过对电池组内各个电池单体的电压、电流和温度等参数进行实时监测和测量,来获取电池组的状态信息。

这些信息将作为均衡控制的基础。

1.2 权衡电池单体之间的充放电差异在电池组充放电过程中,电池单体间的差异会导致一些电池单体的过充或过放。

电池均衡仪通过调节电池单体之间的充放电电流,使每个电池单体都能够得到适当的充电或放电量,以平衡电池组内各个电池单体的状态。

1.3 充电过程中的能量转移电池均衡仪在均衡过程中,会通过充放电电路来完成电池之间的能量转移。

当某些电池单体电压偏高时,电池均衡仪将通过将部分能量从高压电池转移至低压电池,以实现电池的均衡。

2. 电池均衡仪的应用电池均衡仪是一种非常重要的电池管理设备,广泛应用于各种需要电池供电的领域。

以下是一些电池均衡仪应用的示例:2.1 电动汽车在电动汽车中,电池均衡仪被广泛用于电池组的管理和维护。

它能够监测和控制电池组内各个电池单体的充放电状态,以保证电池组的性能和使用寿命。

同时,电池均衡仪还能够提高电池组的能量利用率,延长电动汽车的续航里程。

2.2 太阳能发电系统在太阳能发电系统中,电池均衡仪可以用来管理和保护太阳能电池板组。

它能够监测和控制每个太阳能电池板的充电状态,以确保系统的性能和寿命。

电池均衡仪还可以帮助太阳能发电系统在低光照或天气不好的情况下,优化能量的利用和产出。

2.3 便携式电子设备在便携式电子设备中,例如智能手机、平板电脑等,电池均衡仪也被广泛使用。

六串均衡板技术手册

六串均衡板技术手册

QNBBM-6均衡板技术手册深圳市强能电气有限公司一、产品概述强能蓄电池均衡维护模块(BATTERY BALANCE MAINTAINER,QNBBM)是一个以高频脉冲方式工作的双向能量转移系统,可用于锂离子电池、铅酸电池、镍氢电池和超级电容器。

主要功能是均衡电池电压,通过电压均衡达到对电池的长期保养,延长电池组的使用寿命。

对铅酸电池具有防止电池硫化,并对硫化有一定的修复功能。

QNBBM采用的均衡方案是:每个模块分散并联安装在每节蓄电池上,实现长期在线动态均衡,利用开关电源技术,以能量转移方式将高电压电池的电量转移到低电压电池,电量转移是双向并行进行,即任何一节高电压电池的电量,都可以同时并行转移到任何一节低电压电池,从而达到电池电压均衡。

二、产品特点1.接入后自动在线动态均衡维护电池,无论是充电、放电还是静置,对电池均衡、保养维护,不需要人工干涉。

2.适用于各种蓄电池、超级电容器,包括铅酸电池、锂电池组、镍氢电池组。

3.电池数量和连接方式无限制,可以串联连接,也可以不连接,可无限扩容。

4.均衡速度块,自动检测,并行工作,一旦发现各单体电压不一致,将所有电压高的电池的电量并行输送到所有电压低的电池。

5.均衡电流大,峰值电流可达10A,允许长期电流6A。

6.均衡精度高,均衡后各个单体的电压差小于10mV。

7.均衡效率高,均衡电流为1A时效率高达94%,可不需要外加散热而长期稳定可靠的工作。

8.静态损耗低,均衡后,均衡维护模块的直流损耗电流小于10mA。

9.无串联压降,均衡维护模块并联连接在电池上,对其它电路、电器设施及电池本身的充电放电工作方式不产生任何影响。

10.实现电量共享,通过均衡维护模块,将每节电池的电量动态的相互流动,任何一节电压高的电池的电量都可以被分配到任何一节电压低的电池中。

11.允许不通电压同型号电池直接配组使用,允许配组电池性能有一定差异。

12.全封胶工艺能满足各种恶劣环境条件下的工作,具有防防水、防潮、防污、防腐烛、防震动和耐高低温(-20°C—85°C)的功能,符合防爆规范要求。

电池包均衡原理

电池包均衡原理

电池包均衡原理一、引言随着电动汽车和可再生能源市场的快速发展,电池管理系统(Battery Management System, BMS)已成为电池性能和安全的关键组成部分。

在BMS中,电池均衡技术是维持电池组高效运行、延长使用寿命及确保系统安全的重要环节。

电池包的均衡管理可以有效减少电池的不一致性,从而提高电池包的总体性能。

本文将深入探讨电池包均衡的原理,涉及均衡的必要性、均衡技术分类、主动均衡与被动均衡的工作原理、均衡电路的拓扑结构、均衡策略与算法,以及均衡技术的优缺点与挑战。

二、电池包均衡的必要性电池包由多个单体电池构成,由于制造工艺、使用条件等因素的影响,单体电池的容量、内阻等性能参数往往存在差异。

这种不一致性可能导致部分电池过充或欠充,降低电池包的总体性能,甚至引发安全问题。

因此,实施有效的均衡策略对提高电池包的效率和安全性至关重要。

三、均衡原理与技术分类均衡技术主要分为被动均衡和主动均衡两类。

被动均衡依赖于电池自身或外部设备的热效应,通过热量耗散使电池达到均衡状态。

主动均衡则通过外部电源或能量转换器,将能量从高电压电池转移到低电压电池,以实现均衡。

四、主动均衡与被动均衡的工作原理1.主动均衡工作原理:主动均衡依赖于外部电源或能量转换器。

工作过程中,当某个电池的电压过高时,控制器将启动转换器,将多余的能量从高电压电池转移到低电压电池或存储在其它地方。

这种均衡方式的优点是效率高、速度快,适用于大功率充放电应用。

但同时,它也增加了系统的复杂性、成本和潜在的安全风险。

2.被动均衡工作原理:被动均衡主要利用热效应进行电池均衡。

当某个电池充电或放电时,如果其能量超过其它电池,多余的能量将转化为热能并散发出来。

这种均衡方式依赖于自然对流或外部风扇等散热系统,其优点在于简单、可靠且成本较低。

然而,由于散热系统的限制,其效率相对较低,且不适用于大功率应用。

五、均衡电路的拓扑结构均衡电路的拓扑结构根据均衡策略和技术类型的选择而有所不同。

储能bms被动均衡的原理_解释说明以及概述

储能bms被动均衡的原理_解释说明以及概述

储能bms被动均衡的原理解释说明以及概述1. 引言1.1 概述在储能系统中,电池管理系统(Battery Management System,简称BMS)起到了监测、控制和保护电池的重要作用。

而储能BMS被动均衡技术则是其中的一个关键模块。

被动均衡是指通过对电池单体进行充放电过程中的调节,降低电池单体之间的不均衡特性,从而提高整个储能系统的性能和寿命。

本文将对储能BMS被动均衡技术进行详细解释和说明,包括其原理、过程解释以及优缺点等方面内容。

通过对该技术的深入探讨,可以帮助读者更好地理解和应用于实际场景中。

1.2 文章结构本文共分为五个部分。

首先,在引言部分给出文章的概述,并详细介绍了文章结构。

接下来,在第二部分中,我们将介绍储能系统以及BMS,为后续对被动均衡原理的探讨做铺垫。

然后,在第三部分中,我们会解释和说明储能BMS被动均衡的具体过程,包括充电阶段和放电阶段,并提供相关案例分析和效果评估方法。

紧接着,在第四部分中,我们将对储能BMS被动均衡的优点和缺点进行详细解释。

最后,在结论部分对整篇文章进行总结,并给出研究的限制与展望。

1.3 目的本文旨在对储能BMS被动均衡技术进行全面深入的探讨,通过清晰地解释和说明其原理、过程以及优缺点等方面内容,使读者对该技术有一个全面且清晰的认识。

同时,本文也希望能为储能系统设计和实际应用提供一定的参考与指导,并促进该领域的进一步研究与发展。

2. 储能BMS被动均衡的原理2.1 储能系统介绍储能系统是指利用电池等设备将电能转化为化学能进行存储的系统。

它在电动汽车、可再生能源领域以及低峰谷电站等场景中得到广泛应用。

储能系统通常由多个电池组成,这些电池往往会出现不同程度的充放电失衡问题,导致整个系统性能下降。

2.2 BMS概述BMS(Battery Management System)是一种专门设计用于管理和控制电池的设备。

其主要功能包括监测电池状态、实时采集数据、保护和平衡各个单体电池等。

BMS电池均衡介绍-风丘科技

BMS电池均衡介绍-风丘科技

BMS 电池均衡介绍概述电池管理系统(BMS)主要就是为了能够提高电池的利用率,防止电池出现过度充电和过度放电,延长电池的使用寿命,监控电池的状态。

其作用是对锂离子电池电压、电流、温度、容量、电池SOC荷电状态计量、电池与车体的绝缘状态等多种参数以CAN通讯的方式与车控电脑适时进行信息交换,确保电池的能量发挥到极致,使驾驶者能够随时掌握电池的工作状态,以保证电池的安全。

BMS的功能包括电池工作状态监控、充放电管理,单体电池间均衡,其中均衡是电池管理的核心。

单体锂电池一般组成锂电池组使用。

锂电池组在使用过程中,由于单体电池本身及外部环境的差异,使得锂电池组各单体电池的电压实际并不均衡,这样,就容易造成锂电池组在整体充放电使用过程中,其中某个单体锂电池出现过充电或过放电,极大的降低了锂电池的使用寿命。

不一致性的产生原因:在制造过程中,由于工艺问题和材质的不均匀,使电池极板厚度、微孔率、活性物质的活化程度等存在微笑差别,这种电池内部结构和材质上的不完全一致性,就会使同一批次出厂的同一型号电池的容量、内阻和电压等参数值不可能完全一致;在装车使用时,由于电池组中各个电池的温度、通风条件、自放电程度、电解液密度等差别的影响,在一定程度、电解液密度等差别的影响,在一定程度上增加了电池电压、内阻及容量等参数不一致。

那么,BMS均衡的目的就是延长电池组的使用寿命。

均衡方法介绍一、被动均衡被动均衡分为硬件方案和软件方案1.被动式硬件方案介绍充电末端均衡,均衡电流55mA,没有压差比较,单体电池到达某个点后开启均衡。

例如1oS三元电池,单体到达4.19V后开启单通道放电。

2.被动式软件方案均衡启动均衡条件:有单体最高电压值,单体最高最低压差比较,有对比选择性的均衡。

例如1oS电池中,先采集单体电压,计算最高最低压差,当压差大于50mV,且单体最高大于3.8V时启动均衡,此时只要是单体大于3.8V时启动均衡,此时只要是单体大于3.8V且比单体最低高50mV即开启单通道均衡(开启并联电阻放电)。

专业BMS 均衡方法简介

专业BMS 均衡方法简介

BMS均衡方法 被动式 主动式
硬件方案
软件方案
DC/DC集中式
分散式
单 向 均 衡
双 向 均 衡
飞 度 电 容
储 能 电 感
各均衡方案优缺点对比
• 被动均衡方式 • 优点:是电路结构简单,成本较低 • 缺点:只能做充电均衡。同时,在充电均衡过程中,多余的能量是作为 热量释放掉的,使得整个系统的效率低、功耗高,均衡电流50mA BMS应用:电动自行车、电摩 • 飞度电容方案 • 优点:成本低,结构简单,主动式能量利用率高 • 缺点:均衡效率有限,是把电容作为能量传递的载体。该方案可以实现 能量在电池组任意两个单体之间的直接转移。由于均衡电流受电容电压 与电池组中单体电压之差的限制,随着均衡过程的进行,均衡速度会越 来越慢,量产均衡电流300mA左右
•1
无损均衡—集中式-双向均衡
• 基于变压器架构的新型主动均衡方案 • 该方案采用一个反激式变压器作为核心,通过磁 场与电场的转换,实现能量在单个电池单元与整 个电池组间双向传递。电池充电和放电均衡的具 体过程可以用“劫富 济贫”来形容
图5a 顶部均衡技术示意图
图5b 底部衡技术示意图
电池组间均衡法
无损均衡—集中式
• 无损均衡—集中式 根据均衡器处理能量的可能流向分单向和双向均衡 双向型使用双向变换器,输入输出方向动态调整。 比较而言,双向型更具优势,基于均衡效率考虑, 单向型均衡器,使用自组高压到单体低压的变换器 适用于放电均衡,使用自单体低压到组高压的逆 变器适合充电均衡。
无损均衡—集中式-单向均衡
无损均衡方式分类
无损均衡--分散式
• 分散式目前分为:电容式(飞度电容法)和储能电 感式 电容式:即通过切换电容开关,将电荷从电压高的 电池转移到电压低的电池,达到均衡,达到均衡 需要多次传输,且两个电池压差很小时需要很长 时间均衡

动力电池系统均衡功能详解

动力电池系统均衡功能详解

动力电池系统均衡功能详解1.简介动力电池均衡主要用于对电池组单体电压的采集,并进行单体间的均衡充电使组中各电池达到均衡一致的状态。

目前主要有主动均衡和被动均衡两种均衡方式。

也可称之为无损均衡和有损均衡。

主动均衡和被动均衡都是为了消除电池组的不一致性,但两者的实现原理可谓是截然相反。

因为也有人把依靠算法由BMS主动发起的均衡都定义为主动均衡,为避免歧义,这里把凡是使用电阻耗散能量的均衡都称为被动均衡,凡是通过能量转移实现的均衡都称为主动均衡。

2.不一致性2.1第一类不一致性在制造过程中,由于工艺水平使电池极板厚度、微孔率、活性物质的活化程度等存在微小差别,使单体产生不一致性,这种不一致性称为第一类不一致性。

这种电池内部结构上的不一致性就会使同一批次出厂的同一型号电池的电压、容量、内阻等不可能完全一致,同一批次电池容量有一定的离散性。

如:假设#1, #2 和 #3三支100AH串联电池的实际容量分别为95AH, 100AH, 105AH, 即存在第一类不一致性,容量差异为10AH; 三支电池的初始电量为均为 60AH, 此情况下纯粹由第一类不一致性导致的SOC最大差异将为9%(充放电末端达到最大值),SOC 最小差异为5%左右。

图1图2充电时#1电池先达到截至电压,充电终止;放电时三支电池几乎同时达到截至电压,放电终止;电池组的充放电能力受容量最小单体(#1)制约, 实际只有95AH。

2.2第二类不一致性第二类不一致性:纯粹由各个单体电池初始电量差异导致的不一致性。

第二类不一致性不依赖于第一类不一致性存在。

电池组在实际应用过程中因为内阻差异、自放电率差异等原因,第二类不一致性会从无到有,从弱到强。

假设#1, #2 和 #3三支串联电池的实际容量均为100AH,即不存在第一类不一致性;三支电池的当前电量为55AH, 60AH, 65AH,由此导致的SOC差异为10% ,电量最大差异10AH。

图3图4充电时#3电池先达到截至电压,充电终止;放电时#1先达到截至电压,放电终止;电池的实际容量是100AH,然而充放电能力实际只有90AH。

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总结:单节电池为磷酸铁锂40AH动力电池,24串,未均衡时,充电到出现单节电池电压3.8V停止充电,放电到出现单节电 压2.5V停止放电,容量大概20AH50%。经过加均衡几次充放电一周后容量到到33AH83% 。经过测试分析,有三节电池可能 因为过欠压后容量偏低,第5号,第19号,第23号,如果去除这三节电池,放电电量会上升到85%以上。如果开始就采用强 能均衡模块,整组电池容量应该在90%以上。
001 电池循环试验图
放电容量 电压
放电容量
002 电池循环试验图
电压 12 11.5 11 10.5 10 9.5 9 8.5 8 7.5 7 6.5 6 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 510 540 570 600
110 105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50
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强能均衡模块应用案例5
强能均衡模块已经有许多欧美国家客户使用并获得好评。美国Electric Car Company公司 Carl来公司现场测试时对测试过程进行拍照,由于测试电池均衡后电压表显示完全一样,每次 照片一样不得不采用录像方式显示是在测不同的电池。
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强能均衡技术性能优势及客户价值
3
强能均衡模块工作原理
均衡线1
均衡 线2
BBM 1
BBM 2
BBM 3
电池1
电池2
电池n
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强能均衡模块工作原理
强能均衡系统中,每节电池对应一个均衡模块,每个 均衡模块内部是一个隔离的双向变换器,每个均衡模块可 以根据第一均衡线和第二均衡线得到电池组的平均电压, 将每节电池的电压与电池组平均电压进行精确比较,如果 某节电池电压大于电池组平均电压,则控制均衡模块将该 节电池放电到均衡线,通过均衡线给其它电压小于电池组 平均电压的电池充电;如果某节电池电压小于电池组平均 电压,则控制均衡模块通过均衡线对该节电池充电;最终 使得所有电池电压等于电池组平均电压。所有电池的充电 放电是并行进行的,从而具有较快的均衡速度。高精度比 较保证了均衡精度,高效率保证了很小的均衡损耗,高可 靠性保证了电池组的长期安全运行。
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强能均衡技术和现有技术比较优势
电池电压均衡技术近年来一直是一个热门课题,国内外有各 种技术方案。主要有被动均衡和主动均衡,被动均衡一般是用电 阻将高电压电池的电量消耗掉,只适合于小容量使用,均衡效果 比较差。主动均衡一般采用DCDC变换器,是目前大容量电池均衡 的主流技术。现在其他厂家使用比较多的主动均衡技术方案工作 原理是:通过电池电压巡检,将电压高的电池电量使用DCDC变换 器转移到总电池组或其他额外电池,对电压低的电池通过DCDC变 换器从总电池组或其他额外电源进行单独充电,电压不均衡电池 的放电和充电是依次逐个进行的。而强能电池均衡技术方案是所 有电压不均衡电池的充电放电是并行同时进行的,因此,强能电 池均衡技术方案均衡速度更快,均衡效果更好。强能均衡技术已 经获得中国和美国发明专利,中国专利号:200980159571.7,美 国专利号:US009083189.
右边文件右下角为四川剑兴公司再次采购我公 司均衡模块时,应其公司采购部要求,剑兴公司 工程师林保军对强能均衡模块的评价。 9
强能均衡模块应用案例3
下图为采用强能均衡模块后一客户自己测试的电池两组电池数据:TEL16-100电池 48V电池组50A充30A放电100%DOD循环测试(C3设计容量90AH),可以看出充放电 过程中,电池压差始终很小。没有采用强能均衡模块时循环次数不到200次就会因为 电池压差过大而无法正常使用。由于是客户内部数据,不方便公开公司名称。
强能蓄电池均衡维模块
BATTERY BALANCE MAINTAINER
深圳市强能电气有限公司2015
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目录
1 电池组中单节电池为什么要均衡?
2 强能均衡模块工作原理
4
5
强能均衡技术和现有技术比较优势
强能均衡模块应用案例3 Nhomakorabea强能均衡技术性能优势及客户价值
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结束语
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电池组中单节电池为什么要均衡?
串联使用的蓄电池组中,由于单节蓄电池的内阻容量 使用环境等差异,导致各个单节蓄电池的电压实际上往往 有差异,有可能造成部分电池充电时处于过充状态,部分 电池处于欠充状态,放电时部分电池处于过放状态,多次 充放电后进一步导致单体电池差异扩大,形成恶性循环。 过充使得蓄电池内部极板脱落而寿命缩短,欠充电会使蓄 电池内部硫化板结性能下降,各个单节电池电压不一致会 导致电池组使用性能严重下降,因此,要保持电池组性能 和寿命就必须保持电池组中各个单节电池电压一致。强能 均衡模块能够使得电池组中各个单节电池电压均衡一致, 保证电池组的正常性能和寿命。
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强能均衡技术已经获得中国和美国发明专利,中国专利号: 200980159571.7,美国专利号:US009083189.
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强能均衡模块应用案例1
强能均衡模块2009年开始大量用在深圳五洲龙电动公交车上,装有强能均衡模块的 公交车是最出色的,至今5年多运行正常,得到司机认可好评。图为 2014年8月19日深 圳大运地铁公交站装有强能均衡模块的电动公交车电池电压数据,经过5年的运行,车 到站后电池最高电压和最低电压相差40mV,经过停站后电压差会更小。
我们的产品性能优势:
均衡快,动态保护电池不受损坏; 效果强,有效改善电池工作工况。
我们创造的客户价值:
长期保持最佳电池性能; 极大减少电池维护工作量; 最大限度延长电池使用寿命; 极大降低了客户电池使用成本。
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结束语
强能均衡模块解决了电池组中单节电池电压不一致的问题,从而 保证的电池组的整体性能和寿命。据有关文献分析,电池组失效原因 有 30%左右是因为电池组中各个单体电池不一致造成的,使用强能均 衡模块可有效排除因电池组中各个单体电池不一致造成的电池组失效。 理论分析和试验验证,使用强能均衡模块比不使用至少可以延长电池 组寿命 30%以上。使用强能均衡模块,不但可以延长电池组的使用寿 命,保证电池组性能,而且还能够大大降低电池组在使用过程中的维 护工作量。
这是国 能电池郭 总在微信 中对强能 均衡模块 在大运会 公交车上 使用的的 评价,电 池是他公 司的电池
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强能均衡模块应用案例2
强能均衡模块使用在四川剑兴锂电公司储能系统,解决了他们电池采用其他 方案无法均衡的问题,获得客户极大认可并一直使用。在使用均衡模块前,最高 电池电压和最低电池电压相差1000mV左右,装上强能均衡模块后经过3天半时间, 最高电压与最低电压相差14mV.
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0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 循环次数 650
12 11.5 11 10.5 10 9.5 9 8.5 8 7.5 7 6.5 6 700
110 105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50
0 30 60 90
电池放电容量
充电后期电压02-1
放电终止电压02-1
充电后期电压02-2
放电终止电压02-2 循环次数
电池放电容量 充电后期电压01-2
充电后期电压01-1 放电终止电压01-2
放电终止电压01-1
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强能均衡模块应用案例4
哈尔滨光宇锂电池在电动大巴使用4年后,回收电池经过强能均衡后,可用 容量从原来50%左右提高到83%以上。
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