造成锂电池活性物质不可逆消耗的主要因素有:1)正极材料的溶解:正极材料的溶解造成正极活性物质减少,溶解的正极材料游离到负极时会造成负极界面膜的不稳定,被破坏的界面膜再形成时会消耗锂离子,造成锂离子的减少。2)正极材料的相变化:锂离子在电极间正常脱嵌时,总会伴随着宿主结构摩尔体积的变化,结构不可逆转变,影响颗粒与电极间的电化学接触,造成容量衰减。3)电解液的分解:在锂离子电池充电过程中,电解液对含碳电极具有不稳定性,会发生还原反应。电解液还原消耗了电解质及其溶剂,对电池容量及循环寿命产生不良影响。4)过充电:电池在过充电时,不仅会造成负极形成锂沉淀、电解液氧化和正极氧的损失,消耗活性物质导致容量不可逆损失,还会有安全隐患。5)界面膜的形成:界面膜(SEI膜)的形成会消耗锂离子,一般发生在起初的几次充放电时。6)集流体的腐烛:锂离子电池中的集流体材料常用铝和铜,两者的腐蚀会在表面形成膜,电池内阻增大,放电效率下降,从而造成电池寿命衰减。两轮电动车电池BMS保护板分为硬件板与软件板。无人机BMS保护方案
BMS是锂离子电池组的控制中心,电芯(组)进行统一的监控、指挥及协调。从构成上看,电池管理系统包括电池管理芯片(BMIC)、模拟前端(AFE)、嵌入式微处理器,以及嵌入式软件等部分。BMS根据实时采集的电芯状态数据,通过特定算法来实现电池组的电压保护、温度保护、短路保护、过流保护、绝缘保护等功能,并实现电芯间的电压平衡管理和对外数据通讯。电池管理芯片(BMIC)是电源管理芯片的重要细分领域,包括充电管理芯片、电池计量芯片和电池安全芯片。充电管理芯片可将外部电源转换为适合电芯的充电电压和电流,并在充电过程中实时监测电芯的充电状态,调整控制充电电压、电流,确保对电芯进行安全、高效的充电。根据锂电池的特性,充电管理芯片自动进行预充、恒流充电、恒压充电,有效控制充电各个阶段的充电状态。两轮车BMS保护方案BMS锂电池保护板可以对电池充放电状态进行监测。
电池保护系统中的SOP管理。SOP(StateofPower)表示当前电池能够充电或者放电的阈值功率,它的精确估算可以比较大限度地提高电池的利用率。比如在加速时,可以供应阈值的功率而不伤害电池;在刹车时,可以尽量多地回收能量而不伤害电池,这样可以保证车辆在行驶过程中不会因为欠压或者过流而失去动力。精确的SOP估算非常重要,例如一组均衡较好的电池包,在处于高电量的状态时,彼此间SOC相差很小(一般小于2%);但当SOC很低时,可能会出现某节电芯电压急速下降的情况。为了保证每一节电芯电压始终不低于过放电压,SOP必须精确地估算出下一时刻该电芯能够输出的阈值输出功率,以限制对电池的使用从而保护电池。同理,动能回收需要计算好的SOP保证电压比较高的某节电芯不会进入过充保护,也不能进入过流保护。
随着新能源电动汽车的广泛应用,电池的容量、安全性、健康状态与续航能力日益成为关注重点。BMS电池管理系统是对电池进行监控与控制的系统,将采集的电池信息实时反馈给用户,同时根据采集的信息调节参数,充分发挥电池的性能。但是,该技术在管理多个电池时,需要人员现场调试与设置,导致其检查、维护与更新不便。而且,针对电池组的工作性能、电池老化情况、使用寿命等信息,需要人员现场经过多次反复调试、实验之后才能获得,工作相当繁琐、耗时。在生产、调试或实验过程中,只有在电池出现问题影响电动汽车的工作时,才会发现故障并更换电池,这种方式具有盲目性、滞后性,相当容易产生不良后果,严重则导致生产工作延误、生产危险事故。均衡是BMS中重要的一个环节。
锂电池相比传统的铅酸电池,具有更长的使用寿命、更轻的质量、更环保以及更大的能量密度等优势。在新国标的推动下,锂电池在两轮电动车中的使用比例将会增加。然而,由于锂电池具有高能量密度和内部化学物质活性强的特点,在过充、过放等非正常使用情况下,电池可能会损坏,甚至在极端情况下引发起火或起爆。因此,锂电池需要配备一套监控系统,实时监测电压、电流等参数,并在超出预设阈值时立即切断电池主回路。BMS电池智能管理解决方案,通过整合智能终端、电池保护板和电池管理平台,构建了新一代智能电池管理系统。智慧动锂自主研发生产的高压储能/工商业储能方案,采用二级或三级BMS架构,可支持单簇或多簇电池并机使用。怎样BMS系统
BMS保护板为锂电池提供了一层额外的安全保障。无人机BMS保护方案
被动均衡主要依赖于电阻放电方式,将电压较高的电池中的电量以热能的形式释放,从而为其他电池创造更多的充电时间。整个系统的电量受限于容量较小的电池。在充电过程中,锂电池通常设有一个上限保护电压值,一旦某一串电池达到此值,锂电池保护板便会切断充电回路,停止充电。被动均衡的优点在于成本低廉且电路设计相对简单,但其缺点在于只基于较低电池残余量进行均衡,无法提升残量较少的电池容量,且均衡过程中释放的热量完全被浪费了。无人机BMS保护方案
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