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格瑞普pack保护板(BMS)的选型原则

2019-12-31

一般持续放电电流小于200A,电池组最高电压不超过100V,且客户无电池信息通信等特殊要求时,则可以选用普通保护板方案。保护板性能要求如下:


均衡功能


1.1常见均衡功能:A、末端均衡功能; B、电压差实时均衡功能。

1.1.1三元锂电池不采用A均衡功能,可选择B均衡功能。

1.1.2磷酸铁锂电池尽量采用B均衡功能;可选用A均衡功能,定点电压为3.50?3.60V。

1.1.3 均衡电流为30?100mA。均衡电路的发热温升不超过40度。


1.2温度检测和保护

1.2.1 优选充电正常温度范围0~45,超出正常温度范围则停止充电,温度检测精度为±5。可选充电高温45±5保护。

1.2.2 优选放电正常温度范围?20~60,超出正常温度范围则停止放电,温度检测精度为±5。可选放电高温65±5保护。


1.3充电过充保护

1.3.1 钴酸锂,三元材料单节电池的过充保护电压4.20?4.25V,过充保护电压精度25mV。

1.3.2 磷酸铁锂单节电池的过充保护电压3.70?3.90V,过充保护电压精度25mV。

1.3.3 钛酸锂单节电池的过充保护电压2.80V-2.90V,过充保护电压精度50mV。


1.4放电过放保护

1.4.1磷酸铁锂材料电芯的过放保护为2.0?2.5V,过放保护电压精度80mV。

1.4.2钴酸锂,三元材料电芯的过放保护为2.5?3.0V,过放保护电压精度80mV。根据电芯规格书定义过放保护电压。

1.4.3 钛酸锂电芯的过放保护为1.4-1.5V,过放保护电压精度80mV。根据实际情况调整过放保护电压。

1.5过流保护

1.5.1放电过流保护具备,过流保护延时值根据具体项目定义。

1.5.2充电过流保护具备,过流保护延时值根据具体项目定义。


1.6短路保护

1.6.1输出短路保护具备,短路保护延时值根据具体项目定义。


格瑞普


1.7自耗电设计

1.7.1普通硬件保护板,自耗电要求<100uA。

1.7.2 带电量通讯等特殊功能的保护板,自耗电要求<200uA。自耗电>200uA的特殊项目,由工程师根据项目调整要求。


1.8导通内阻

1.8.1保护板的导通内阻根据具体产品定义,满载温升小于40度。


1.9持续电流

1.9.1额定持续放电电流,所有元器件温升小于40度。

1.9.2 最大持续放电电流,以不保护时最大持续放电电流工作20秒,所有元器件温升小于50度。

1.9.3持续充电电流,所有元器件温升小于25度。


1.10温升

1.10.1电阻、 MOS等发热元件的最大温升<50℃,以能够持续工作的最大电流放电和充电。


1.11输出防反接功能

1.11.1 可选择保护板输出有防反接功能


1.12耐压

1.12.1输入端的充电电压高于正常充电电压1.2倍时,要求保护板不能损坏。


1.13 保险丝

1.13.1电路有加FUSE保险丝, FUSE保险丝的持续工作电流为正常工作电流的1.25?1.7倍,且PCM的过流保护时不能关断FUSE保险丝。


1.14导线载流量、颜色标示及线号标示

1.14.1导线载流量按照1平方铜芯线长期负载电流4A设计

1.14.2电池充放电正极定义为红色;电池充放电负极定义为黑色;

1.14.3 电压检测线不同电位需做颜色区分,8串以下(包含8串)电池颜色不允许重复;8串以上电池根据项目的具体情况来确定颜色种类,比如说10串电池可以采用5种颜色来标示;5种电压排列后再重复排序;辅助线号标示可以保证接线的防呆与可靠。

1.14.4 电压检测线,不同电位的线束需用线号来区分描述,线号从高电位到低电位顺序排列号码:1、2、3、4… …;带插头的线束,插头端可以不加线号,接线端必须加线号标示;不带插头的线束,连接两端都需要加线号进行防呆标示。


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管理系统的设计


电池管理系统与电池紧密结合在一起,对电池的电压、电流、温度进行时刻检测,同时还进行漏电检测、热管理、电池均衡管理、报警提醒,计算剩余容量、放电功率,报告SOC&SOH 状态,还根据电池的电压电流及温度用算法控制最大输出功率以及用算法控制充电机进行最佳的充电流,

通过通信总线接口与总控制器、能量控制系统、显示系统等进行实时通讯。


BMS系统功能


一般BMS管理系统具有以下功能,不同项目视情况进行灵活调整参数及功能;

1) 热管理(高低温检测以及保护);一般不涉及到低温充电项目应尽量避免加热管理;整体散热尽量使用风冷或者水冷降温物理措施;

2) 均衡管理;分为主动均衡、被动均衡两种,容量较大产品应优先选择主动均衡。

3) 容量计算SOC;结合电池放电曲线以及负载电压和电流,通过对电流积分,对 SOC 进行动态估计;动力电池应控制在10%的误差以内;储能电池应控制在5%的误差以内;

4) 报警提醒;将电池组的各种信息(电压、电流、温度、 SOC、充电状态、充电故障等)在显示屏上进行显示,也可以通过通信传输至上位机;出现故障时,蜂鸣器对用户发出报警提示,显示屏上同时显示具体故障类型;也可根据客户的要求及项目的实际情况调整。

5) 功率检测;一般要做到把工况运行情况上传至上位机进行分析。

6) 电压检测;通过对串联单体电压进行隔离放大,实现对各个单体电压的实时检测,电压检测范围 0~5V,检测精度:±5mV。

7) SOC&SOH 状态检测;根据检查检测到的各项性能指标,能够分析出电池的健康状况。

8) 显示系统;能够显示电压、电流、温度、SOC、充电状态、充电故障等。

9) 通信功能;根据客户要求进行设计通信种类及功能。

10) 漏电检测;

11) 最佳充电电流控制;

12)系统自检;


总结:以上就是锂电池厂商格瑞普为大家带来格瑞普pack保护板(BMS)的选型原则的先容。


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