鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1495次 | 2020年04月01日
鋰電池組BMS產(chǎn)品的第三種架構(gòu)
目前鋰電池組BMS產(chǎn)品主要有2種架構(gòu),集中式管理系統(tǒng)和分布式管理系統(tǒng)。集中式成本較低,但是線束比較復(fù)雜,而且需要和電池單體一一對(duì)應(yīng),如果接錯(cuò)會(huì)有電池短路起火的風(fēng)險(xiǎn)。分布式的線束相對(duì)簡(jiǎn)單,但是單體管理單元(CSC)仍然需要和電池單體保持一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系(通過(guò)在CSC上設(shè)置軟地址或者硬地址來(lái)解決),給生產(chǎn)和維護(hù)帶來(lái)了額外的工作量。而且需要注意的另外一點(diǎn)是,如果要實(shí)現(xiàn)主動(dòng)均衡功能,這兩種架構(gòu)的BMS還需要額外的連線來(lái)完成能量的轉(zhuǎn)移。不僅如此,還需要解決的另一個(gè)難題是開(kāi)關(guān)矩陣,就是能量如何從整組電池中流入任一個(gè)單體。目前有在用的方案是通過(guò)繼電器,實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單,但也帶來(lái)了壽命和可靠性的問(wèn)題。因?yàn)槔^電器是一個(gè)機(jī)械電子元件,有壽命的限制和開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)粘連的危險(xiǎn)。還有一個(gè)解決方案是用電子開(kāi)關(guān),MOSFET,但是會(huì)帶來(lái)成本和電路復(fù)雜性的上升。
從功能實(shí)現(xiàn)的角度來(lái)看,BMS的所有功能都沒(méi)有不可逾越的技術(shù)門(mén)檻,但從實(shí)際使用的角度來(lái)看,BMS產(chǎn)品的難點(diǎn)在于復(fù)雜的線束、一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系和大電流主動(dòng)均衡的低成本實(shí)現(xiàn)。集中式管理系統(tǒng)和分布式管理系統(tǒng)都沒(méi)能很好的解決這些問(wèn)題。
深圳的一家初創(chuàng)公司提出了第三種架構(gòu),積木式架構(gòu),干凈利索的解決了BMS的難題。
系統(tǒng)由UM(單體模塊)、控制器和總線(2線制)三部分構(gòu)成。電池組根據(jù)單體數(shù)量分成一組或多組,每個(gè)電池單體配有一個(gè)UM模塊,該模塊為標(biāo)準(zhǔn)模塊,沒(méi)有任何軟硬地址設(shè)置。模塊為4端口,2個(gè)輸入2個(gè)輸出,輸入與電池單體正負(fù)極相連,輸出與每組總線相連;總線為2線制,可以傳遞數(shù)據(jù)和能量,主動(dòng)均衡電流可以達(dá)到10A;總線與控制器連接,這樣就形成了一個(gè)系統(tǒng)。象搭積木一樣,多個(gè)系統(tǒng)可以通過(guò)CAN總線連接構(gòu)建成更大規(guī)模(百串級(jí)別)的電池組能量管理系統(tǒng),積木式架構(gòu)由此得名。組成系統(tǒng)的模塊和總線都是標(biāo)準(zhǔn)部件,只有控制器根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模大小會(huì)有相應(yīng)設(shè)置。
初看之下,這種架構(gòu)和分布式架構(gòu)類(lèi)似,其UM和分布式的CSC功能相似;但是其UM比CSC要更簡(jiǎn)潔,更靈活,不用任何地址設(shè)置,這也就是說(shuō),任意2個(gè)UM都可以互相替換,生產(chǎn)和維護(hù)效率會(huì)高很多,對(duì)操作人員要求也沒(méi)那么高。總線只有2根線,卻把數(shù)據(jù)傳輸和能量傳輸統(tǒng)一起來(lái),解決了線束和矩陣開(kāi)關(guān)的難題。這BMS的第三種架構(gòu),有潛力成為BMS產(chǎn)品的最終架構(gòu)。