鋰電池作為電動(dòng)汽車(chē)和多種便攜式電子設備的核心能源組件,以其高能量密度、輕便的特性以及良好的充電性能,成為了現代能源解決方案的首選。
然而,鋰電池的“嬌氣”本性也對其使用提出了更高的安全和性能要求。這就是為什么電池管理系統(Battery Management System, BMS)成為保障鋰電池安全、效率和壽命的關(guān)鍵技術(shù)。

一、安全需求的必要性
鋰電池的安全風(fēng)險主要體現在過(guò)充、過(guò)放和過(guò)熱三個(gè)方面。
在過(guò)充的狀態(tài)下,鋰電池內部可能產(chǎn)生金屬鋰,增加了熱失控(thermal runaway)的風(fēng)險,這可能導致電池破裂甚至爆炸。
相反,過(guò)度放電可能導致電池內部結構的不可逆損傷,從而永久降低電池的容量和使用壽命。
此外,鋰電池在高溫環(huán)境下工作時(shí),其化學(xué)反應速度加快,進(jìn)一步加劇了熱失控的風(fēng)險。
因此,BMS通過(guò)實(shí)時(shí)監控電池的電壓、電流和溫度,嚴格控制充放電過(guò)程,有效預防這些風(fēng)險,確保鋰電池的安全使用。

二、功能需求的多樣性
1、SOC的實(shí)時(shí)監測
電池狀態(tài)的準確信息對于電池使用的便利性和高效性至關(guān)重要。
狀態(tài)量之一的SOC(State of Charge,電池荷電狀態(tài))反映了電池剩余電量的多少,對于估算電池的續航里程、管理電池充放電策略等具有重要意義。
BMS通過(guò)高精度的算法實(shí)時(shí)計算和更新SOC值,為用戶(hù)提供精確的電池使用信息,從而滿(mǎn)足客戶(hù)對應用性能的需求。

2、均衡管理
鋰電池組中的電池單體之間存在著(zhù)不可避免的不一致性,這種不一致性隨著(zhù)電池使用時(shí)間的增長(cháng)而加劇,最終影響整個(gè)電池組的性能和壽命。
BMS通過(guò)實(shí)施動(dòng)態(tài)均衡策略,對電池組中的單體電池進(jìn)行適時(shí)調整,保持單體之間的電壓一致性,從而提升電池組的整體性能和延長(cháng)使用壽命。
3、溫度管理
鋰離子電池的最佳工作溫度范圍為25℃至40℃。
溫度對鋰電池的影響是多方面的,包括但不限于SOC估算的準確性、電池的充放電能力、內阻及其循環(huán)壽命。
BMS通過(guò)溫度管理功能,監控和控制電池工作環(huán)境的溫度,采取必要的散熱或加熱措施,以保持電池在最佳工作溫度范圍內,改善電池的工作性能,延長(cháng)電池的使用壽命。
綜上,鋰電池之所以需要BMS,是因為BMS不僅能夠有效預防和降低鋰電池在使用過(guò)程中可能出現的安全風(fēng)險,而且能夠通過(guò)精細化的管理,優(yōu)化電池的工作性能,延長(cháng)電池的使用壽命。 |