光伏板BMS云平臺(tái)設(shè)計(jì)

    在儲(chǔ)能系統(tǒng)中，BMS（電池管理系統(tǒng)，BatteryManagementSystem）對(duì)電池的基本參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，包括電壓、電流、溫度等，同時(shí)根據(jù)系統(tǒng)中的控制策略，控制電池的電壓及電流，同時(shí)根據(jù)電池的溫度做出不同的策略調(diào)整，防止電池出現(xiàn)過充電和過放電，延長(zhǎng)電池的使用壽命。除了監(jiān)控電池的基本信息以外，BMS還需要根據(jù)采集到電池的相關(guān)信息，根據(jù)系統(tǒng)的算法，計(jì)算分析電池的SOC（電池剩余容量）和SOH（電池健康狀態(tài)），評(píng)估當(dāng)前系統(tǒng)的剩余電量、使用壽命以及剩余使用壽命預(yù)測(cè)，對(duì)存在異常的電池及時(shí)管理（切斷、限流等）并上報(bào)至系統(tǒng)，保證電池的安全性及可靠性；在工商業(yè)儲(chǔ)能領(lǐng)域，BMS不僅可以確保設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，還可以在電力需求高峰時(shí)提供額外的電力，幫助企業(yè)節(jié)省成本。 對(duì)于電池管理系統(tǒng)（BMS）而言，除了均衡功能外，均衡策略的制定同樣至關(guān)重要。光伏板BMS云平臺(tái)設(shè)計(jì)

    電池保護(hù)系統(tǒng)中的SOP管理。SOP(StateofPower)表示當(dāng)前電池能夠充電或者放電的閾值功率，它的精確估算可以比較大限度地提高電池的利用率。比如在加速時(shí)，可以供應(yīng)閾值的功率而不傷害電池；在剎車時(shí)，可以盡量多地回收能量而不傷害電池，這樣可以保證車輛在行駛過程中不會(huì)因?yàn)榍穳夯蛘哌^流而失去動(dòng)力。精確的SOP估算非常重要，例如一組均衡較好的電池包，在處于高電量的狀態(tài)時(shí)，彼此間SOC相差很?。ㄒ话阈∮?%）；但當(dāng)SOC很低時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)某節(jié)電芯電壓急速下降的情況。為了保證每一節(jié)電芯電壓始終不低于過放電壓，SOP必須精確地估算出下一時(shí)刻該電芯能夠輸出的閾值輸出功率，以限制對(duì)電池的使用從而保護(hù)電池。同理，動(dòng)能回收需要計(jì)算好的SOP保證電壓比較高的某節(jié)電芯不會(huì)進(jìn)入過充保護(hù)，也不能進(jìn)入過流保護(hù)。 電動(dòng)兩輪車BMS軟件設(shè)計(jì)當(dāng)電池放電時(shí)，如果電壓低于設(shè)定的安全范圍，BMS系統(tǒng)保護(hù)板會(huì)及時(shí)斷開放電電路，防止電池過放。

    主動(dòng)均衡技術(shù)主動(dòng)均衡又稱非能量耗散式均衡，其原理在充電和放電循環(huán)期間，是將能量高的電芯內(nèi)的能量轉(zhuǎn)移到能量低的電芯中去，使得電池PACK內(nèi)的電荷得到重新分配，從而縮短充電時(shí)間，延長(zhǎng)放電使用時(shí)間。在適用場(chǎng)景上，主動(dòng)均衡更加適用于大容量、高串?dāng)?shù)的鋰電池組應(yīng)用。BMS被動(dòng)均衡技術(shù)先于主動(dòng)均衡在電動(dòng)市場(chǎng)中應(yīng)用，技術(shù)也較為成熟些。主動(dòng)均衡則較為復(fù)雜，變壓器方案的設(shè)計(jì)以及開關(guān)矩陣的設(shè)計(jì)無疑會(huì)使成本增加明顯。但主動(dòng)均衡相比采用能量傳遞分配的原則，因而能量利用率相比被動(dòng)均衡更高。在實(shí)際應(yīng)用中，主動(dòng)均衡技術(shù)也被普遍認(rèn)為更為高效和合理。例如，科列自主研發(fā)的雙向DC-DC主動(dòng)均衡芯片，它采用了先進(jìn)的智能算法，能夠快速有效地補(bǔ)償電池組產(chǎn)生的差異，確保電池一致性，延長(zhǎng)電池組的使用壽命和平均無故障時(shí)間。

    基于模型的方法估算電池SOC，包括電化學(xué)阻抗頻譜法(EIS)和等效電路模型(ECM)，通過模擬電池的電化學(xué)反應(yīng)和電氣行為來進(jìn)行深入的SOC分析。這些方法可評(píng)估內(nèi)阻、容量和其他關(guān)鍵參數(shù)，從而多方面了解各種運(yùn)行條件下的SOC?？柭鼮V波是另一種流行的基于模型的技術(shù)，它能整合來自多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)，即使在動(dòng)態(tài)環(huán)境中也能精確估算SOC。然而，卡爾曼濾波法的準(zhǔn)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(shù)電動(dòng)汽車使用不同的技術(shù)組合來準(zhǔn)確測(cè)量SOC。庫侖計(jì)數(shù)和OCV快速獲得基本數(shù)據(jù)，而EIS、ECM和卡爾曼濾波則提供更詳細(xì)和更精確的信息。此外，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，人工智能的應(yīng)用也在不斷的提高SOC的準(zhǔn)確性。 電池包一般是由電池模組、熱管理系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)(BMS)、電氣系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)件組成。

    造成鋰電池活性物質(zhì)不可逆消耗的主要因素有：1）正極材料的溶解：正極材料的溶解造成正極活性物質(zhì)減少，溶解的正極材料游離到負(fù)極時(shí)會(huì)造成負(fù)極界面膜的不穩(wěn)定，被破壞的界面膜再形成時(shí)會(huì)消耗鋰離子，造成鋰離子的減少。2）正極材料的相變化：鋰離子在電極間正常脫嵌時(shí)，總會(huì)伴隨著宿主結(jié)構(gòu)摩爾體積的變化，結(jié)構(gòu)不可逆轉(zhuǎn)變，影響顆粒與電極間的電化學(xué)接觸，造成容量衰減。3）電解液的分解：在鋰離子電池充電過程中，電解液對(duì)含碳電極具有不穩(wěn)定性，因此會(huì)發(fā)生還原反應(yīng)。電解液還原消耗了電解質(zhì)及其溶劑，對(duì)電池容量及循環(huán)壽命產(chǎn)生不良影響。4）過充電：電池在過充電時(shí)，不僅會(huì)造成負(fù)極形成鋰沉淀、電解液氧化和正極氧的損失，消耗活性物質(zhì)導(dǎo)致容量不可逆損失，還會(huì)有安全隱患。5）界面膜的形成：界面膜（SEI膜）的形成會(huì)消耗鋰離子，一般發(fā)生在起初的幾次充放電時(shí)。6）集流體的腐燭：鋰離子電池中的集流體材料常用鋁和銅，兩者的腐蝕會(huì)在表面形成膜，電池內(nèi)阻增大，放電效率下降，繼而造成電池壽命衰減。 BMS保護(hù)板的被動(dòng)均衡就是將單體電池中容量稍多的個(gè)體消耗掉，實(shí)現(xiàn)整體的均衡。機(jī)器人BMS電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

BMS系統(tǒng)保護(hù)板具有短路保護(hù)功能，當(dāng)檢測(cè)到電池組內(nèi)外部發(fā)生短路時(shí)，立即切斷電源，防止短路造成的損害。光伏板BMS云平臺(tái)設(shè)計(jì)

    入局BMS制造的廠商有幾類：一類是動(dòng)力電池BMS中具主導(dǎo)能力的終端用戶-車廠，事實(shí)上國(guó)外BMS制造實(shí)力較強(qiáng)的也就是車廠，如通用、特斯拉等；國(guó)內(nèi)有比亞迪、華霆?jiǎng)恿Φ?。第二類是電池廠，包含電芯廠商與做pack的廠商，如三星、寧德時(shí)代、欣旺達(dá)、德賽電池、拓邦股份、等；第三類專業(yè)的BMS制造商，此類廠商有多年的電力電子技術(shù)積累，有高校背景或相關(guān)企業(yè)背景的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，如億能電子、杭州高特電子、協(xié)能科技、等企業(yè)。目前看來儲(chǔ)能電池的終端用戶沒有加入BMS研發(fā)與制造的需求與具體行動(dòng)，可以認(rèn)為儲(chǔ)能電池BMS行業(yè)缺乏一個(gè)占據(jù)了重要優(yōu)勢(shì)的參與者，給電池廠以及專注做儲(chǔ)能BMS的廠商留下了巨大的發(fā)展空間。儲(chǔ)能市場(chǎng)一旦確立，將給予電池廠與專業(yè)BMS生產(chǎn)廠商以非常大的發(fā)揮空間。在未來專業(yè)電動(dòng)汽車的BMS生產(chǎn)廠商也極有可能成為大規(guī)模儲(chǔ)能項(xiàng)目使用的BMS供應(yīng)商的重要組成部分?，F(xiàn)階段，各個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)供應(yīng)商提供的BMS缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。不同廠家對(duì)BMS的設(shè)計(jì)、定義都不同，而且根據(jù)各家適配電池的不同，采用的SOX算法、均衡技術(shù)、上傳的通信數(shù)據(jù)內(nèi)容可能也各不相同。在BMS的實(shí)際應(yīng)用中，這樣的差異會(huì)增加應(yīng)用成本，不利于產(chǎn)業(yè)發(fā)展。因此，以后BMS的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化也將是一個(gè)重要的發(fā)展方向。 光伏板BMS云平臺(tái)設(shè)計(jì)