电池组是由电池单元按行列矩阵配置进行电气排列而成的组件,它由电池管理系统 (BMS) 控制。BMS 是一种旨在根据预期负载情况在一段时间内提供目标电压和电流范围的技术。

BMS 通常提供以下监督:

  • 照顾电池
  • 保护电池
  • 确定电池的运行状态估计值
  • 不断提升电池性能
  • 更新外部设备的运行状态

虽然此处的“电池”一词指的是整个电池组,但监控和控制功能尤其指的是整个电池组组件中的单个电芯或电芯集合,即模块。

锂离子充电电池拥有最高的能量密度,是众多消费品(从笔记本电脑到电动汽车)电池组的首选材料。尽管它们性能卓越,但如果超出相对较小的安全工作区域(SOA) 使用,则可能造成严重后果,轻则电池性能下降,重则造成严重伤害。

电池管理系统如何工作?

电池管理系统的工作描述无疑是困难的,其总体复杂性和监督范围可能涉及多个学科,包括电气、数字、控制、热学和液压。

电池管理系统没有一套预先确定或特定的标准必须遵循。技术设计的范围和实际使用的功能通常与以下方面相关:

  • 电池组的价格、复杂性和尺寸
  • 电池的使用以及任何安全、耐用性和保修问题
  • 各种政府立法规定的认证要求,如果未能实施可接受的功能安全措施,将会产生严重的经济后果。

电池组保护管理和容量管理是电池管理系统 (BMS) 设计中的两个关键要素(当然还有其他许多要素)。本文将详细介绍这两个功能的具体工作原理。电池组保护管理主要包括电气保护和热保护。电气保护是指防止电池在超出其安全工作范围 (SOA) 使用时受到损坏;热保护则包括被动和/或主动温度调节,以使电池组保持在安全工作范围内或在其安全工作范围内。

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BMS 中的充电管理是什么?

毫无疑问,BMS 提供的最重要的电池性能优势之一是最大化电池组的容量。如果忽视了这一维护,电池组最终可能会变得毫无价值。电池组“堆叠”(电池串联阵列)并不完全相同,并且本质上具有略有不同的泄漏或自放电率,这是问题的根源。

漏液是电池化学特性而非制造商问题,但从统计学角度来看,制造工艺上的细微差异可能会对其产生影响。电池组最初可能包含匹配良好的电芯,但随着时间的推移,电芯之间的相似度会进一步降低,这不仅是由于自放电,还与充放电循环、高温和正常老化等因素有关。

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艾略特是一位充满热情的环保主义者和博主,他一生致力于传播环保、绿色能源和可再生能源的意识。凭借环境科学背景,他对地球面临的问题有着深刻的理解,并致力于教育他人如何做出改变。

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