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BMS的功能、架构及其在电动汽车中的应用

芯长征科技 来源:芯长征科技 2024-11-24 10:18 次阅读

随着新能源汽车的普及,电池管理系统(BMS)作为动力电池的核心部件,其重要性日益凸显。本文将详细介绍BMS的功能、架构及其在电动汽车中的应用。

BMS示意图

一、BMS的定义与重要性

BMS,即电池管理系统(Battery Management System),被誉为电池的“保姆”或“管家”。其主要功能是智能化管理和维护电池单元,防止过充电和过放电,延长电池寿命,并实时监控电池状态。

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BMS硬件架构

核心功能:

实时监控电池电压、电流、温度

预估电池剩余容量(SOC)

防止电池过充、过放及过热

主动均衡电池一致性

二、BMS的架构组成

1. 集中式架构

集中式BMS具有成本低、结构紧凑、可靠性高的优点,适用于容量低、总压低的电池系统,如电动工具、机器人IOT智能家居等。

高压区域:负责单体电池电压采集、系统总压采集、绝缘电阻监测。

低压区域:包括供电电路、CPU电路、CAN通信电路、控制电路

2. 分布式架构

分布式BMS适用于高容量、高总压的电池系统,如电动汽车、储能系统等。其优势在于模块化设计,支持更大的电池系统。

从控单元(CSC):负责电压检测、温度检测、均衡管理。

高压管理单元(HVU):监测电池总压、母线总压、绝缘电阻。

主控单元(BMU):进行电池状态评估、管理及通信。

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BMS集中式和分布式架构

三、BMS的核心功能

1. 电芯监控技术

电压采集:单体电池电压的精确采集。

温度采集:单体电池及散热液体温度监测。

电流检测:电池组电流的实时检测。

2. SOC(荷电状态)技术

SOC是BMS中最重要的参数,直接影响电池的续航能力。高精度的SOC估算可以使电池组发挥最大的效能。

3. 均衡技术

被动均衡:通过电阻放热释放多余电量,电路简单可靠。

主动均衡:将多余电量转移至低容量电芯,提高使用效率。

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四、BMS在电动汽车中的应用

BMS在电动汽车上的应用可追溯到丰田HEV车型。随着锂电池技术的发展,BMS的功能也在不断提升。

集中式BMS:适用于小型电动车辆。

分布式BMS:适用于大型电动车辆和储能系统。

电动汽车BMS应用图

五、BMS的未来发展趋势

随着动力电池系统在汽车领域的广泛应用,BMS的标准化和模块化设计成为趋势。标准化的电池Module将提高电池的通用性和可靠性。

标准化Module:实现电池管理系统与电池的高度集成。

模块化设计:支持不同电池系统的串并联配置。

六、国内BMS产业现状

我国BMS企业主要分为电池厂自营、整车厂自营和第三方经营三种类型。宁德时代、比亚迪等企业在BMS领域具有较强的市场竞争力。

电池厂自营:掌握核心技术,市场竞争力强。

整车厂自营:成本优势明显。

第三方经营:提供多样化的BMS解决方案。

七、结论

BMS作为新能源汽车的核心部件,其发展直接影响电动汽车的性能和安全。随着技术的不断进步,BMS将在新能源汽车的发展中发挥更大的作用。

专业提示:在选择BMS时,应根据具体应用场景,综合考虑电池容量、环境条件、安装方式等因素,选择最适合的BMS架构和功能。

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