锂电池中的BMS：它是什么以及它在电池平衡中的作用

当谈到锂电池时，缩写BMS（电池管理系统）往往与之相伴而行。尽管它很重要，但很多人都不知道它的功能和意义。在这篇文章中，我们将解释锂电池中的BMS是什么，以及它在电池平衡中的功能。

什么是锂电池BMS？

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该系统在细胞平衡中的重要性

尽管与传统电池相比，锂电池具有许多优势，但它们并不像 传统电池 尽管它们的效率很高，但也有一个弱点。 是什么呢？平衡细胞和确保从一个细胞到另一个细胞的能量生产的均匀性的困难。

这可以在三个方面有所作为：

• 额定容量
• 内部阻力
• 自动下载

随着时间的推移或通过使用，这些差异会使电池内的电池不平衡，导致3%和6%之间的差异，这取决于锂电池的使用条件和充电/使用周期。

当一个锂电池变得不平衡时，这意味着其组成单元没有相同的电荷或充电状态。这可能导致一些电池比其他电池放电更快，这会降低电池的整体容量，降低其性能并缩短其寿命。如果没有适当的电池平衡系统，电池之间的差异会越来越大，逐渐耗尽可用的充电容量，导致电池损坏，甚至造成火灾或爆炸等危险情况，特别是在电池受到大量充电和放电时。因此，必须有一个适当的平衡系统，使电池保持平衡和良好状态，以确保效率和安全。

由于锂电池内的电池是串联在一起的，它们都以相同的能量水平进行充电和放电。然而，如果没有适当的电池平衡系统，电池之间的差异可能随着时间的推移而增加，这将逐渐减少电池的整体容量。因此、 锂离子电池中BMS的第一个功能是 细胞的平衡.

锂离子电池：BMS和电池平衡

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传统的BMS是如何影响平衡的？

普通的BMS通过对负载较高的电池施加电阻来解决不平衡问题，直到较弱的电池达到相同水平。

让我们来看看使用这种技术的利弊：

优点

• 使用普通BMS具有成本效益：由于其简单的结构，它有助于保持低的电子成本。

康健

• 平衡期间极其缓慢。 

由于应用的电流很低（通常在0.1A和1A之间），传统系统的平衡过程非常缓慢，这意味着平衡时间为6到12小时。例如，在一个400安培的电池上，在使用了300安培后，一个100安培的电池充电器需要3小时来恢复电力，但还需要6到12小时来平衡。这导致总的充电时间为9至15小时。

• 逐渐减少可用的能量

在平衡过程完成之前，继续使用电池会逐渐增加最高度充电的电池和最不高度充电的电池之间的差异，从而降低电池组的额定容量。这可能导致使用这种锂电池的车辆性能下降，因为低电量电池限制了放电，高电量电池限制了充电。

• 维护成本高 

使用传统BMS的电池维护成本很高，因为各个元件不能在现场更换，常常导致需要将电池送回制造商，这需要高昂的运输费用。

NCPOWER正在申请专利的平衡系统是如何工作的？

我们将首先解释主动平衡和被动平衡的区别，这是平衡锂离子电池电池的两种不同技术。

当一个电池串联时，被动平衡自然发生。具有较高电量的电池将多余的能量转移到具有较低电量的电池上，直到所有电池达到平衡。这个过程是缓慢的，可能需要很长的时间。

另一方面，主动平衡是通过使用电子电路来实现的，该电路监测每个电池的电压，并将能量从负载最高的电池转移到负载最低的电池，从而更快实现平衡。 

主动平衡比被动平衡更有效、更快速，并被用于更先进的电池管理系统中。

我们的电池平衡系统，称为 NCPOWER系统与传统的BMS不同的是，它有能力通过主动和被动平衡相结合的方式单独平衡每个电池，使用的电流至少是20倍。

图1：细胞的不平衡和细胞的平衡

优点

• 主动和被动的高功率平衡 (20A)
• 充电时间短 和可预测的（平衡时间小于25分钟）。
• 积极支持 在放电过程中对较弱的电池
• 全温度控制每个单元有2个传感器（80V的电池有50个传感器）。

康健

• 只适用于5kWh及以上的电池，因为这种情况下电子元件更昂贵。

锂电池中BMS的其他功能

到目前为止，我们已经看到了BMS的主要功能，它所发挥的关键作用以及传统和NCPOWER BMS之间的区别。

然而，这种类型的系统所执行的功能甚至更多，是锂电池的关键。你可以在这里阅读更多关于它们的信息。