铅酸电池动力电池BMS需要和锂电池BMS功能要求不同

2024-07-04 12:08:18 金泽电气 20

铅酸电池动力电池BMS需要和锂电池BMS功能要求不同

摘要:铅酸电池动力电池BMS和锂电池BMS在设计和功能要求上存在明显区别。铅酸电池具有负反馈机制,在充电过程中可以限制充电并提高系统安全稳定性。相比之下,锂电池需要更严格的安全措施来避免过充、过放等安全隐患。充电效率和速率方面,锂电池通常比铅酸电池更高效,充电速率更快。择适合的BMS对于不同类型电池的安全性和稳定性至关重要。

一、前提背景

在一些特殊场景下,AGV、电动车、电动工具等可能需要使用铅酸蓄电池而不能使用锂电池。主要基于铅酸电池在极端温度条件下的性能表现更为稳定,相对于锂电池,铅酸电池更适合在极寒或极热的环境中使用。铅酸电池相对于锂电池来说,具有更加稳定的化学特性和较低的安全风险。在一些对安全性要求较高的场景下选择铅酸电池可能是更为安全可靠的选择。

二、特性分析

1. 原理与特性

铅酸电池是一种成熟的储能技术,具有相对较低的能量密度和循环寿命,主要应用于汽车、UPS系统等领域。

锂电池具有高能量密度、轻质化等优势,是现代电动车和移动设备的主要动力来源。

2. 充放电特性

铅酸电池的充放电过程具有相对较低的充电速率和容量利用率,无需更加谨慎管理。

锂电池具有较高的充电速率和容量利用率,但在充放电过程中需要更加精确管理以避免过充和过放。

3. BMS设计区别

铅酸作为电池动力电池BMS主要关注电池的健康状态、状态监测容量、SOC以确保电池工作在安全可靠的状态最大地保证工作时长

BMS除了要实现对电池的保护和均衡管理外,还需要精确计算电池的SOCSOH,以最大程度延长电池的寿命。

4. 安全性要求

由于锂电池具有高能量密度和化学特性,其BMS设计需要更加严格的安全措施,以避免过充、过放、短路等安全隐患。

铅酸电池的BMS安全需求相对较低,主要集中在保护电池不受过度充电和过度放电。

另外,铅酸电池和锂电池在充电过程中的管理方式和特点有所不同,其中铅酸电池具有负反馈机制是一个重要的区别点铅酸电池的负反馈机制,即当电池达到充满状态时,电压会自动升高并导致充电电流逐渐减小,从而达到自我限制充电的效果。

这种负反馈机制帮助铅酸电池在充电时避免过充的情况,提高了系统的安全性和稳定性。而,锂电池的管理较为复杂,通常需要通过BMS系统来监控和控制充电过程。锂电池的充电过程需要精确控制充电电流和电压,以避免过充而导致电解液的热失控和安全风险。铅酸电池在充电过程中相对更加稳定和安全,负反馈机制有助于限制充电,降低安全风险。

铅酸电池具有负反馈机制,这和锂电池在充电过程管理上的区别主要体现在充电效率、速率和安全性要求上。不同类型的电池在充电过程中需要采取不同的管理策略,以确保系统安全稳定地运行。

5. 充电效率和速率

锂电池的充电效率通常高于铅酸电池,充电速率也可以更高,这意味着锂电池可以更快地完成充电过程。

铅酸电池的充电效率相对较低,充电速率也较慢,因此需要更长的时间来完成充电。

三、铅酸动力电池BMS介绍

车载铅酸电池BMS作为电池系统的核心组成部分,是电池组与外部设备的桥梁,决定着电池的利用率,其性能对储能系统使用成本和安全性能至关重要是一种用于监控和管理车辆电池状态的系统。该系统采用主从两级分布式架构设计,系统由主控以及从控单元组成。

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具有电池状态监测、充放电控制、故障诊断与报警、数据记录与分析功能,同时该系统适用于铅酸电池系统等电动AGV配送小车、清扫车、四轮电车、电动拖拉机、转运车等。

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采用主从软硬统一设计,具备数据采集(电池组电压、单体电池电压、单体电池内阻、环境温度、电池组充放电流)和BMS电池管理功能(荷电比例SOC、电池容量衰减比例SOH、备电时间、电池工作状态、放出容量、放出能量、累计出能量、循环次数)等。

电池该系统支持2V6V12V铅酸蓄电池,系统电池数量超过4节,需要扩展丛机模块,丛机模块通过通讯的方式向主机发送采集数据。

Ø 系统工作电压为24V,电压范围为9V32V,满足各种场合的需要;

Ø 系统具有电池单体电压和电池组组端电压采集功能,具有采集精度高、速度快,并可以通过单体累加和组端采集的对比来确保采集的可靠;

Ø 系统具有温度采集、电流采集功能,并可以灵活配置温度采集和电流采集方式,采集具有高精度和高可靠性等特点;

Ø 系统根据电池的采集信息,采用自主的综合算法,实时计算电池的SOCSOH,在电池组动态和静态情况下均能获得极好的精度;

Ø 根据电池组采集计算信息,实时判断电池组工作状态和故障等级,实现电池组告警和保护功能;

Ø 系统具有丰富的接口功能,能满足多种场合的应用,方便实现电池组的充放电控制,电池组的温度控制等功能;

Ø 系统具有多路CANRS485通信接口,可以实现与车机、EMS等设备的信息交换和控制,与显示模块进行信息传输,控制和系统升级功能;

Ø 系统精选高可靠性器件,采用多重冗余保护措施,充分考虑储能系统中可能的严酷的电磁环境以及高温、震动等环境,系统具有高可靠性,高稳定性和高抗干扰性能。

综上所述,铅酸电池动力电池BMS和锂BMS在设计、功能和安全性方面存在着明显的区别,针对不同类型的电池选择合适的BMS是非常重要的。


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