18節(jié)電池串聯(lián)在一起,如果一不小心短路了,會發(fā)生什么事呢?最近妮姐就安排了一個18節(jié)電池監(jiān)測的實(shí)驗(yàn)。但,不好意思,你們想看的冒煙、著火,一個都沒發(fā)生。
技術(shù)型授權(quán)代理商Excelpoint世健,提供了ADBMS1818評估板和DC2026控制板,讓妮姐有機(jī)會親自上手測試,第一次測量這么多節(jié)電池。
不測不知道,ADBMS1818的優(yōu)點(diǎn)還不少:
精度高:1片ADBMS1818能提供18路高精度電壓測量通道,以及最多9路溫度的測量通道,總測量誤差(TME)小于3.0 mV,所有18個單元都可以在290μs的時間內(nèi)完成測量。無論是測量通道數(shù)量,還是測量精度,ADBMS1818都是數(shù)一數(shù)二的頂尖水平。
夠穩(wěn)定:抗共模電壓的能力間接決定了系統(tǒng)鋰電池承載串?dāng)?shù),以及可靠度。ADBMS1818有著高抗共模電壓的能力,最高可到112V的電壓等級。
同時ADBMS1818內(nèi)部集成的電壓參考非常穩(wěn)定,能保證其長期的穩(wěn)定性低的漂移,在產(chǎn)品運(yùn)行幾年的情況下,可以讓監(jiān)測數(shù)據(jù)能保持非常好的一致性和穩(wěn)定性。
多組串接工作:多個ADBMS1818可以串聯(lián)連接,允許同時監(jiān)測高壓電池串,每個ADBMS1818都有一個IsoSPI用于高速遠(yuǎn)程通信的接口。
以菊花鏈連接,所有設(shè)備都有一個主機(jī)處理器連接。這種菊花鏈能雙向運(yùn)行,確保通信完整性,即使在通信路徑出現(xiàn)故障的情況下也是如此。
均衡能力:ADBMS1818包括每個單元的被動平衡,并可提供200mA以下的被動均衡電流。ADBMS1818也可配合LT8584組成主動均衡網(wǎng)絡(luò)。
為什么要監(jiān)控電池?
這里提到的電池,不是手機(jī)或PC上的某一塊電池,而是在電動汽車中,或是其他工業(yè)設(shè)備中的成百上千個電池串。
在爆發(fā)增長的電動汽車中,用戶最關(guān)心的當(dāng)屬電動汽車中的電池。電池直接決定了電動汽車能跑多少里程,同時電池容易受各種參數(shù)的影響,比如電壓、電流、溫度,著火、爆炸時有發(fā)生。此外,一般電動汽車上的電池壽命下降到80%以后,就需要淘汰更換。這些電池會為二次回收利用,可以做成儲能系統(tǒng)繼續(xù)使用。在儲能中,也需要去檢測電池的狀態(tài),保障電池組的使用安全和壽命。
監(jiān)控電池的系統(tǒng),統(tǒng)稱為電池管理系統(tǒng),即BMS。
為保證電池安全可靠地運(yùn)行,BMS必不可少:
確定電池的荷電狀態(tài)(俗稱SOC),也就是電池電壓的測量;
測定電池健康狀態(tài)(俗稱SOH);
電池的均衡,讓每節(jié)電池盡量保持一致;
對過壓和欠壓的檢測和保護(hù),保證電池包安全。
BMS是一個復(fù)雜的系統(tǒng),簡單地把BMS系統(tǒng)分成四個部分:
主板:收集來自各從板的采樣信息,通過低壓電氣接口與外部通訊,控制BDU內(nèi)的繼電器動作,實(shí)施監(jiān)控電池的各項(xiàng)狀態(tài),保證電池在充放電過程中的安全使用;從板:監(jiān)控電池模組的單體電壓、單體溫度等信息,將信息傳輸給主板,具備電池均衡功能;BDU:通過高壓電氣接口與高壓負(fù)載和快充線束連接,包含預(yù)充電路、總正繼電器、總負(fù)繼電器、快充繼電器等,受主板控制;高壓控制板:實(shí)時監(jiān)控著電池包的電壓電流,同時還包含預(yù)充檢測和絕緣檢測功能。
關(guān)于BMS系統(tǒng)各部分組成、工作等,就不展開介紹了,如果對BMS感興趣的小伙伴可以自行查找相關(guān)資料學(xué)習(xí)。
如何衡量BMS系統(tǒng)的好壞?
精度或者精準(zhǔn)測量,也可以說是對電池狀態(tài)(電壓、電流、溫度)監(jiān)測的精度。這就要靠BMS的“前鋒”——模擬前端芯片(AFE)。AFE一般內(nèi)部集成ADC、高精度電壓基準(zhǔn),具有多路采樣的能力,能對串聯(lián)的電芯進(jìn)行電芯電壓和溫度的監(jiān)測,同時AFE還應(yīng)該有良好的均衡能力。只有AFE精準(zhǔn)的測量,才能讓BMS系統(tǒng)精確計(jì)算SOC/SOH以及配合使用合理的均衡策略,在安全的前提下,最大限度存儲或使用電池包的能量。所以,高精度的ADBMS1818在業(yè)界各行業(yè)中備受歡迎,如備用電池系統(tǒng)、電網(wǎng)儲能、住宅儲能、UPS、高功率便攜式設(shè)備的應(yīng)用中都能見到它的身影。
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電池
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