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主动管理:从您的电池管理系统中获得更多信息

时间:2025-08-05 14:03:01 点击:

在当今的锂电池时代,电池管理是一个熟悉的概念。每块电池都有某种形式的内部或外部电池管理系统(BMS),它在确保锂电池的安全性和性能方面起着至关重要的作用。本质上,BMS 作为一种保护机制,保护电池单元免受外部因素如过高的电压、电流和温度的影响。然而,BMS 的功能不仅可以简单地进行保护。

电池管理系统(BMS)包括内部传感器,用于测量各种参数;在通信BMS的情况下,这些信息会被提供给外部系统,通常是逆变器或充电器。这种系统内部的通信使我们能够根据电池的需要来优化负载和充电电流,以实现最长的使用寿命和最高的效率。要了解更多关于开环、闭环、通信和非通信锂电池之间的差异,请阅读这篇文章)。

大型Pylontech US3000电池组与Victron电源系统

 

内部BMS的下一次进化 

Pylontech在通信BMS中脱颖而出,因为他们为BMS概念增加了另一层: 主动管理。 Pylontech的电池具有主动管理功能,超越了传统的保护角色,可以控制每个电池的输入和输出电流。在并联配置中,一个电池被指定为Master电池,负责观察和管理其他电池,称为Followers电池。Master电池从Followers中获取所有信息,并决定每个电池的适当电流流入或流出。这种主动管理至关重要,因为并联连接的电池会自动平衡,有时会剧烈平衡,对系统不利。

18650磷酸铁锂电池单元的SOC与OCV曲线。

图1. 锂铁磷酸盐电池单元的荷电状态(SOC)与开路电压(OCV)的关系。  

锂电池的电压曲线显示,它在开始时迅速上升,然后趋于平稳,当电池接近完全充电状态(SOC)时再次急剧上升。当电池的SOC在中间的80%范围内时,电压保持相对稳定。然而,在外部10%的段落中,电压显著上升和下降。这会导致一种潜在的危险情况吗?并联连接的电池模块之间的自动平衡是依赖电压的。在这种情况下,将电压视为两个通过软管连接的桶之间的压力差。电压的微小差异会导致小的平衡电流;显著的差异可能导致大的电流。在上面所示的电压曲线上,我们可以看到,70% SOC的电池和40% SOC的电池之间的电压差异相对较小。在不受控制的情况下,这会导致电池之间有微弱的电流流动,使它们达到平衡。然而,当差异存在于5% SOC的电池和20% SOC的电池之间(或75% SOC的电池和接近90% SOC的电池之间)时,问题就变得重大了。现在,电压“压力”的差异要重要得多,当两者连接时,电流的涌动可能会远超过BMS、电线等所能处理的范围。电压“压力”之间的差异要重要得多,当两者连接时,电流涌动可能会远超BMS、电线等所能处理的范围。电压“压力”之间的差异要重要得多,当两者连接时,电流的涌动可能远超过BMS、电线等所能处理的范围。

这个问题的平衡是为什么大多数电池制造商建议不要将新电池添加到一个已经使用了的电池组中。 随着锂电池的衰老,它们会失去容量。 一般的原则是当电池达到原始容量的80%时就退役。 这意味着,如果一个健康的电池与一个只使用了一半寿命、保留90%原始容量的电池并联连接,当旧电池的容量下降到5%时,而新电池的容量仍然高于15%,在放电循环的最低端,我们有可能遇到显著的电压差异。