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無人機BMS軟件設計

來源: 發布時間:2025-02-23

電池包保護板設計中需要考慮的因素較多,如電壓平臺問題,鋰動力電池包在使用中往往被要求很大的平臺電壓,所以設計鋰動力電池包保護板時盡量使保護板不影響電芯的放電電壓,這樣對控制IC、采樣電阻等元件的要求就會很高,電流采樣電阻應滿足高精密度,低溫度系數,無感等要求。鋰電池保護板的電路,B+、B-分別是接電芯的正、負極;P+、P-分別是保護板輸出的正、負極;T為溫度電阻(NTC)端口。鋰電池保護板的主要功能有過充保護、過放保護、過流保護、短路保護、溫度保護等。BMS系統保護板在預防過充、過放、短路等問題方面發揮重要作用,能有效降低電池損壞甚至起火的風險。無人機BMS軟件設計

無人機BMS軟件設計,BMS

電池管理系統(BMS)對電池SOH的管理。什么是SOH?SOH(Stateofhealth),指電池的健康狀況,和SOC同為動力電池的關鍵狀態參數。電池在使用過程中會不斷老化,當健康狀況劣化至一定程度時,便不再滿足電動車的使用要求,因此需對電池的SOH進行監控。與SOC的估計相比,SOH的預測更為復雜,一般需借助于各類濾波算法實現。在當前工程實際中,電池的SOH的考量因素主要有電池容量和內阻兩個指標。那么動力電池包SOH的影響因素有哪些呢?影響動力電池包SOH的因素可以從兩個角度來看:一是在電池單體層級;二是單體電池成組的影響。電摩BMS電池管理系統軟件設計對于電池管理系統而言,除了均衡功能外,均衡策略的制定同樣非常重要。

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主動均衡技術主動均衡又稱非能量耗散式均衡,其原理在充電和放電循環期間,是將能量高的電芯內的能量轉移到能量低的電芯中去,使得電池PACK內的電荷得到重新分配,從而縮短充電時間,延長放電使用時間。在適用場景上,主動均衡更加適用于大容量、高串數的鋰電池組應用。BMS被動均衡技術先于主動均衡在電動市場中應用,技術也較為成熟些。主動均衡則較為復雜,變壓器方案的設計以及開關矩陣的設計無疑會使成本明顯增加。但主動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均衡更高。在實際應用中,主動均衡技術也被普遍認為更為高效和合理。例如,科列自主研發的雙向DC-DC主動均衡芯片,它采用了先進的智能算法,能夠快速有效地補償電池組產生的差異,確保電池一致性,延長電池組的使用壽命和平均無故障時間。

儲能BMS主動均衡和被動均衡的區別主要有能量的方式、啟動均衡條件、均衡電流、成本等。具體區別如下:能量的方式:主動均衡-主動采用儲能器件,將荷載較多能量的電芯部分能量轉移到能量較少的電芯上,是能量的轉移。被動均衡運用電阻,將高荷電電量電芯的能量消耗掉,減少不同電芯之間差距,是能量的消耗。啟動均衡條件:只要壓差大于設定值便開始啟動主動均衡,均衡時間一般是24小時都在工作。在電池快接近充滿的電壓下才啟動被動放電均衡,均衡時間一般就幾個小時。均衡電流:主動均衡電流可達1-10A,充放電過程均可實現,均衡效果明顯。被動均衡電流35mA-200mA不等,均衡電流越大,發熱越嚴重。成本:主動均衡電路復雜,故障率高,成本高。被動均衡軟硬件實現簡單,成本低。隨著電芯制造工藝不斷提升,電芯間的一致性越來越高。出于電路結構和成本考慮,被動均衡的策略目前仍然是市場的主流選擇。BMS所獲得數據的準確性、可靠性,決定了儲能系統整體運行的質量和效率。

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BMS系統保護板的功能:電池充放電狀態監測:BMS系統保護板能夠實時監測電池的電壓、電流、溫度等關鍵參數,確保電池在安全的工作范圍內運行。過充與過放保護:當電池充電時,如果電壓超過設定的安全范圍,BMS系統保護板會立即斷開充電電路,防止電池過充;同樣地,當電池放電時,如果電壓低于設定的安全范圍,BMS系統保護板會及時斷開放電電路,防止電池過放。溫度保護:通過溫度傳感器實時監測電池的溫度,當溫度過高或過低時,BMS系統保護板會采取相應的措施,如降低充電電流或停止充電,以保護電池不受損害。短路保護:BMS系統保護板還具有短路保護功能,當檢測到電池組內部或外部發生短路時,會立即切斷電源,防止短路造成的損害。平衡管理:對于多節電池的電動車,BMS系統保護板還能實現電池的平衡管理,確保每節電池在充放電過程中的壓差不大,從而提高整個電池組的使用壽命和性能。BMS保護板分為分口和同口保護板。便攜式電源BMS方案定制

BMS的安全保護功能包括過充保護、過放保護、短路保護、溫度保護等,確保電池組的安全運行。無人機BMS軟件設計

  鋰電池BMS保護板的過充保護:場效應管Q1、Q2可等效為兩只開關,當Q1或Q2的G極電壓大于1V時,開關管導通。導通開關管的D、S間內阻很小(數十毫歐姆),相當于開關閉合;當G極電壓小于0.7V時,開關管截止,截止的開關管的D、S極間的內阻很大(幾兆歐姆),相當于開關斷開。電池包充電時,當鋰動力電池包通過充電器正常充電時,隨著充電時間的增加,電芯兩端的電壓將逐漸升高,當電芯電壓升高到4.4V(通常稱為過充保護電壓)時,控制IC將判斷電芯已處于過充電狀態,控制IC將使Q2截止,此時電芯的B一極與保護電路的P-端之間處于斷開狀態并保持,即電芯的充電回路被切斷,停止充電。
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