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鋰離子電池包BMS產品的第三種架構

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2021年07月26日  

目前鋰離子電池包bMS產品重要有2種架構,聚集式管理系統和分布式管理系統。聚集式成本較低,但是線束比較復雜,而且要和電池單體一一對應,假如接錯會有電池短路起火的風險。分布式的線束相對簡單,但是單體管理單元(CSC)依然要和電池單體保持一一對應的關系(通過在CSC上設置軟地址或者硬地址來處理),給加工和維護帶來了額外的工作量。而且要留意的另外一點是,假如要實現主動均衡功能,這兩種架構的bMS還要額外的連線來完成能量的轉移。不僅如此,還要處理的另一個難題是開關矩陣,就是能量要怎么樣從整組電池中流入任一個單體。目前有在用的方法是通過繼電器,實現簡單,但也帶來了壽命和可靠性的問題。因為繼電器是一個機械電子元件,有壽命的限制和開關動作時粘連的危險。還有一個處理方法是用電子開關,MOSFET,但是會帶來成本和電路復雜性的上升。


從功能實現的角度來看,bMS的所有功能都沒有不可逾越的技術門檻,但從實際使用的角度來看,bMS產品的難點在于復雜的線束、一一對應的關系和大電流主動均衡的低成本實現。聚集式管理系統和分布式管理系統都沒能很好的處理這些問題。


深圳的一家初創公司提出了第三種架構,積木式架構,干凈利索的處理了bMS的難題。


系統由UM(單體模塊)、控制器和總線(2線制)三部分構成。電池包依據單體數量分成一組或多組,每個電池單體配有一個UM模塊,該模塊為標準模塊,沒有任何軟硬地址設置。模塊為4端口,2個輸入2個輸出,輸入與電池單體正負極相連,輸出與每組總線相連;總線為2線制,可以傳遞數據和能量,主動均衡電流可以達到10A;總線與控制器連接,這樣就形成了一個系統。象搭積木相同,多個系統可以通過CAN總線連接構建成更大規模(百串級別)的電池包能量管理系統,積木式架構由此得名。組成系統的模塊和總線都是標準部件,惟有控制器依據系統規模大小會有相應設置。


初看之下,這種架構和分布式架構類似,其UM和分布式的CSC功能相近;但是其UM比CSC要更簡潔,更靈活,不用任何地址設置,這也就是說,任意2個UM都可以互相替換,加工和維護效率會高很多,對操作人員要求也沒那么高。總線惟有2根線,卻把數據傳輸和能量傳輸統一起來,處理了線束和矩陣開關的難題。這bMS的第三種架構,有潛力成為bMS產品的最終架構。


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