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BMS的功能與重要性

---即電池組的核心元件‘’電池管理系統‘’簡稱BMS(Battery Management System)
其主要功能是監控、保護和優化電池的性能和壽命。 
具體來說,它包括電池參數的實時監測(電壓、電流、溫度等)、狀態估計(電量狀態SOC、健康狀態SOH等)、充放電控制、均衡管理、熱管理、故障診斷與報警、以及與外部設備的通訊等功能。 
- 以下是BMS的基礎功能說明 -
電池參數實時監測 :
BMS會持續監測電池的電壓、電流、溫度等參數,或日誌參數紀錄,確保電池在安全的工作範圍內運行與檢測。 
電池狀態估計 :
BMS能夠估算電池的電量狀態(SOC)、健康狀態(SOH)、能量狀態(SOE)等,從而提供電池使用狀態的參考信息。 (電芯數量越多,BMS功能越強大,價格有所不同)
充放電控制保護 :
BMS會根據電池的參數和狀態,控制電池的充/放電過程,防止過充、過放等情況發生,保證電池安全。 
電芯均衡管理 :
BMS通過均衡功能來消除電池單體之間的差異(壓差),提高電池組的整體性能和利用率。 
(分為:主動均衡與被動均衡)
溫度管理與保護 :
BMS會監測電池的溫度,並通過控制散熱風扇等或其他方式,
(如石蠟溶化冷卻,或斷開保護等)保持電池在最佳工作溫度範圍內,防止過熱。 
故障診斷與保護 :
BMS能夠實時監測電池的運行狀態,一旦發現故障,會及時報警與紀錄並採取相應的保護措施。
* 過流保護:: 
防止電流過大,損壞電池或設備相關電路。 
* 短路、漏電保護 :
確保電池在短路或漏電等異常情況下能及時切斷電路,防止事故與設備故障發生。 
* 高壓互鎖 : 
在高壓系統迴路完整性受到破壞時,啓動安全措施。
通訊功能 :
BMS會與外部設備(如車輛控制器)進行通訊,傳輸電池狀態信息,實現對電池的遠程監控和控制。 
* 數據存儲 :
存儲電池關鍵數據,如SOC、SOH、故障信息等。
* 網絡通信 :
與整車控制器等其他系統進行數據交互,實現智能控制和管理。
* 診斷與升級 :
通過軟體或網路進行遠程診斷和固件升級,方便維護和管理。
*BMS的功能越強大,更是確保電池安全、可靠運行的主要關鍵。 
它不僅能延長電池壽命,還能提高電池的利用率,並讓用戶提供更便捷、安全的電池使用體驗。 
(好的BMS系統,功能越多,相對於價格越高。)
*應瞭解BMS功能性那些與使用安全考量,而不能取決於價格低廉。

均衡示意圖.jpg
本電池組BMS系統 : 
主動均衡被動均衡 雙均衡功能併用
溫度對電池的影響

不同電池的承受溫度範圍差異很大,一般來說,鋰電池(例如磷酸鐵鋰電池)的適宜工作溫度約為-20℃至60℃,但高溫會縮短壽命並有危險。 鉛酸電池的適宜溫度則在20-30℃左右,而鎳氫電池的工作範圍約為-15~40℃。 極端高溫或低溫都可能影響電池性能、壽命,甚至導致損壞或安全風險。 

常見電池的溫度承受範圍

  • 鋰電池(廣泛應用,包括鋰離子電池磷酸鐵鋰):

    • 適宜工作溫度:約 -0℃ 至 60℃。 

    • 高溫影響:溫度超過適宜範圍會縮短電池壽命、可能導致膨脹甚至爆炸。 

    • 低溫影響:在極低溫下(如-40℃),電池性能也會下降,但一些新型電解質已能應對。 

    • 安全考量:鋰電池在運作時會發熱,需保持在適度溫度,避免損壞設備或造成人身傷害。 

  • 鉛酸電池 :

    • 適宜工作溫度:約 20℃至35℃。 

  • 鎳氫電池 :

    • 適宜工作溫度:約 -15℃至40℃。 

  • 鎳鎘電池 :

    • 適宜工作溫度:約 -20℃至45℃。 

溫度對電池的影響

  • 性能下降:

    溫度過高或過低都會影響電池的效能,導致容量下降,甚至無法工作。 

  • 壽命縮短:

    經常在極端溫度下使用會加速電池老化,縮短其使用壽命。 

  • 安全風險:

    高溫可能導致電池內部化學反應失控,引發膨脹、洩漏甚至安全風險。 

保存和使用建議

  • 將電池存放在安全、適度的環境中,遠離過熱或潮濕的地方。 

  • 充電和使用時,留意電池的溫度變化,若有過熱現象應立即停止使用,並將電池移至陰涼處冷卻。 

  • 部分電池(如電動車電池)配備有散熱系統,用於應對運作時產生的熱量,確保其安全工作。

  • 如車輛未騎行自然散熱時,或未騎行散熱裝置無運作下,停放車輛時 ; 應避免電池常處於太陽曝曬,高溫悶熱環境下。

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