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锂电池组BMS产品的第三种架构
2022-05-29 13:44
本文摘要:目前锂电池两组BMS产品主要有2种架构,集中式管理系统和分布式管理系统。集中式成本较低,但是线束比较复杂,而且必须和电池单体一一对应,如果接错不会有电池短路发生爆炸的风险。分布式的线束比较非常简单,但是单体管理单元(CSC)依然必须和电池单体维持一一对应的关系(通过在CSC上设置硬地址或者软地址来解决问题),给生产和确保带给了额外的工作量。而且必须留意的另外一点是,如果要构建主动平衡功能,这两种架构的BMS还必须额外的连线来已完成能量的移往。

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目前锂电池两组BMS产品主要有2种架构,集中式管理系统和分布式管理系统。集中式成本较低,但是线束比较复杂,而且必须和电池单体一一对应,如果接错不会有电池短路发生爆炸的风险。分布式的线束比较非常简单,但是单体管理单元(CSC)依然必须和电池单体维持一一对应的关系(通过在CSC上设置硬地址或者软地址来解决问题),给生产和确保带给了额外的工作量。而且必须留意的另外一点是,如果要构建主动平衡功能,这两种架构的BMS还必须额外的连线来已完成能量的移往。

不仅如此,还必须解决问题的另一个难题是电源矩阵,就是能量如何从整组电池中流向任一个单体。目前有在用的方案是通过继电器,构建非常简单,但也带给了寿命和可靠性的问题。因为继电器是一个机械电子元件,有寿命的容许和电源动作时黏附的危险性。

还有一个解决方案是用电子电源,MOSFET,但是不会带给成本和电路复杂性的下降。  从功能构建的角度来看,BMS的所有功能都没不可逾越的技术门槛,但从实际用于的角度来看,BMS产品的难题在于简单的线束、一一对应的关系和大电流主动平衡的低成本构建。

集中式管理系统和分布式管理系统都未能很好的解决问题这些问题。  深圳的一家初创公司明确提出了第三种架构,积木式架构,干净利索的解决问题了BMS的难题。

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  系统由UM(单体模块)、控制器和总线(2线制)三部分包含。电池组根据单体数量分为一组或多组,每个电池单体备有一个UM模块,该模块为标准模块,没任何韧地址设置。

模块为4端口,2个输出2个输入,输出与电池单体正负极连接,输入与每组总线连接;总线为2线制,可以传递数据和能量,主动平衡电流可以超过10A;总线与控制器相连,这样就构成了一个系统。象搭积木一样,多个系统可以通过CAN总线相连建构出更加大规模(百串级别)的电池组能量管理系统,积木式架构由此故名。

构成系统的模块和总线都是标准部件,只有控制器根据系统规模大小不会有适当设置。  初看之下,这种架构和分布式架构类似于,其UM和分布式的CSC功能相近;但是其UM比CSC要更加简练,更加灵活性,不必任何地址设置,这也就是说,给定2个UM都可以相互更换,生产和确保效率不会低很多,对操作者人员拒绝也没有那么低。总线只有2根线,却把数据传输和能量传输统一一起,解决问题了线束和矩阵电源的难题。这BMS的第三种架构,有潜力沦为BMS产品的最后架构。


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