鋰電池過(guò)充過(guò)放的本質(zhì):充電時(shí),鋰離子從正極板脫嵌,通過(guò)電解液嵌入到負(fù)極板上;放電時(shí),鋰離子從負(fù)極板上脫嵌,并經(jīng)由電解液嵌入到正極板上;鋰離子電池的充放電過(guò)程是鋰離子在極板上的嵌入和脫嵌過(guò)程。充電時(shí),隨著鋰離子的脫嵌,正極材料體積會(huì)發(fā)生一定量的收縮;放電時(shí),隨著鋰離子的嵌入,正極材料體積會(huì)發(fā)生一定量的膨脹。過(guò)充時(shí),正極晶格會(huì)產(chǎn)生崩塌,鋰離子在負(fù)極會(huì)形成鋰枝晶從而刺破隔膜,造成電池的損壞。過(guò)放時(shí),正極材料活性變差,阻止鋰離子的嵌入,電池容量急劇下降。如果發(fā)生正極材料體積過(guò)度膨脹,也會(huì)破壞電池的物理結(jié)構(gòu),造成電池的損壞。BMS通過(guò)精細(xì)的監(jiān)測(cè)、保護(hù)和優(yōu)化,讓電池在安全的前提下發(fā)揮比較大效能,是連接電池與應(yīng)用場(chǎng)景的“智能中樞”。電池組續(xù)航明顯下降或充電異常(如充不滿、充放電時(shí)突然斷電)。戶外電源BMS電池管理系統(tǒng)保護(hù)板
從市場(chǎng)數(shù)據(jù)來(lái)看,BMS市場(chǎng)前景十分廣闊。受益于電動(dòng)汽車(chē)、消費(fèi)電子等行業(yè)的蓬勃發(fā)展,BMS市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)張。盡管2020年受全球衛(wèi)生事件影響,全球BMS市場(chǎng)規(guī)模增速有所下滑,但隨著電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大,以及對(duì)電池效率要求日益提高,BMS市場(chǎng)重拾增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。據(jù)BusinessWire估算及前瞻產(chǎn)業(yè)研究院分析,2021年全球BMS市場(chǎng)規(guī)模達(dá)億美元,預(yù)計(jì)到2026年將攀升至131億美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率(CAGR)達(dá)15%。其中,電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的迅猛發(fā)展極大推動(dòng)了BMS的進(jìn)步,2020年動(dòng)力電池應(yīng)用在全球BMS下游應(yīng)用占比中高達(dá)54%。2021年全球汽車(chē)電池管理系統(tǒng)BMS市場(chǎng)規(guī)模達(dá)億美元,較上一年大幅增長(zhǎng),2022年更是增長(zhǎng)至46億美元,預(yù)計(jì)2023年將達(dá)到50億美元。在國(guó)內(nèi)市場(chǎng),2020年BMS市場(chǎng)需求規(guī)模為97億元,2021年汽車(chē)BMS市場(chǎng)規(guī)模達(dá)億元,同比增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)未來(lái),隨著國(guó)內(nèi)乃至全球電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)的進(jìn)一步拓展。 湖南資質(zhì)BMS當(dāng)溫度異常升高(如超過(guò) 60℃),立即切斷充放電回路,防止熱失控。
入局BMS制造的廠商分為幾類:一類是動(dòng)力電池BMS中具主導(dǎo)能力的終端用戶-車(chē)廠,事實(shí)上國(guó)外BMS制造實(shí)力較強(qiáng)的也就是車(chē)廠,如通用、特斯拉等;國(guó)內(nèi)有比亞迪、華霆?jiǎng)恿Φ取5诙愂请姵貜S,包含電芯廠商與做pack的廠商,如三星、寧德時(shí)代、欣旺達(dá)、德賽電池、拓邦股份、等;第三類BMS制造商,此類廠商有多年的電力電子技術(shù)積累,有高校背景或相關(guān)企業(yè)背景的研發(fā)團(tuán)隊(duì),如億能電子、杭州高特電子、協(xié)能科技等企業(yè)。目前看來(lái)儲(chǔ)能電池的終端用戶沒(méi)有加入BMS研發(fā)與制造的需求與具體行動(dòng),可以認(rèn)為儲(chǔ)能電池BMS行業(yè)缺乏一個(gè)占據(jù)了重要優(yōu)勢(shì)的參與者,給電池廠以及專注做儲(chǔ)能BMS的廠商留下了巨大的發(fā)展空間。儲(chǔ)能市場(chǎng)一旦確立,將給予電池廠與專門(mén)BMS生產(chǎn)廠商以非常大的發(fā)揮空間。在未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)的BMS生產(chǎn)廠商也極有可能成為大規(guī)模儲(chǔ)能項(xiàng)目使用的BMS供應(yīng)商的重要組成部分。
2025年BMS將出現(xiàn)幾大變革1、打通BMS和EMS隨著儲(chǔ)能系統(tǒng)被納入各類電力市場(chǎng)交易主體,其模式變得多樣化,需要更高的數(shù)據(jù)處理和預(yù)測(cè)能力來(lái)優(yōu)化利益。BMS和EMS的整合將使儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠更好地處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)源和龐大的數(shù)據(jù)管理需求。這種整合不僅增強(qiáng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力,還能夠幫助預(yù)測(cè)電價(jià)走勢(shì),優(yōu)化電池充放電策略,從而提高儲(chǔ)能的整體利益。2、從BMS向EMS跨進(jìn)在工商業(yè)市場(chǎng),儲(chǔ)能系統(tǒng)需要具備更現(xiàn)代的能量管理和綜合操控能力,以滿足復(fù)雜的能源需求和交易策略。BMS+EMS一體化集控單元的出現(xiàn),揭示了儲(chǔ)能管理系統(tǒng)從單純的關(guān)注電池管理擴(kuò)展到了整個(gè)能源系統(tǒng)的管理。這樣的跨步能夠?qū)崿F(xiàn)更多面化的監(jiān)控和更靈活的交易策略,為工商業(yè)用戶提供更前沿的能源解決方案。 通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和保護(hù)電池,避免電池過(guò)充、過(guò)放等問(wèn)題,BMS系統(tǒng)保護(hù)板能夠延長(zhǎng)電池的使用壽命。
技術(shù)層面,BMS正朝著高集成化、智能化與車(chē)規(guī)級(jí)功能安全方向發(fā)展。無(wú)線BMS技術(shù)已進(jìn)入商用階段,通過(guò)分布式架構(gòu)與邊緣計(jì)算,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的本地處理,減少傳輸負(fù)擔(dān)。AI算法的融入使BMS能夠預(yù)測(cè)電池剩余壽命與潛在故障,提前采取維護(hù)措施。例如,機(jī)器學(xué)習(xí)優(yōu)化充放電策略,適配電力現(xiàn)貨市場(chǎng)峰谷套利需求等。應(yīng)用場(chǎng)景方面,BMS已從電動(dòng)汽車(chē)擴(kuò)展至儲(chǔ)能系統(tǒng)、便攜式電子設(shè)備及航空航天等領(lǐng)域。在智能手機(jī)中,微型BMS集成于電路板,側(cè)重輕量化與低功耗設(shè)計(jì);在航空領(lǐng)域,BMS需滿足高可靠性、冗余設(shè)計(jì)及極端環(huán)境適應(yīng)要求。隨著2025年《新型儲(chǔ)能安全技術(shù)規(guī)范》的實(shí)施,BMS的安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步升級(jí),消防系統(tǒng)成本占比≥5%,熱失控預(yù)警時(shí)間≥30分鐘,推動(dòng)行業(yè)向更安全、更便捷的方向發(fā)展。 電池均衡管理是通過(guò)控制策略使電池組中各個(gè)單體電池的電壓或容量保持一致,以提高電池組的整體性能和壽命。廣東硬件BMS
BMS主要功能包括電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)(電壓/溫度/電流)、充放電控制、均衡管理、故障保護(hù)和通信交互。戶外電源BMS電池管理系統(tǒng)保護(hù)板
面向未來(lái),BMS正朝著全生命周期管理與多能源協(xié)同方向演進(jìn)。固態(tài)電池的商業(yè)化催生了新型界面監(jiān)測(cè)技術(shù),如QuantumScape的BMS通過(guò)超聲波探頭實(shí)時(shí)探測(cè)鋰枝晶生長(zhǎng),結(jié)合自修復(fù)電解質(zhì)實(shí)現(xiàn)早期阻斷。鈉離子電池的電壓滯回特性促使BMS算法升級(jí),多模型融合估算策略可將SOC誤差從5%壓縮至。在能源互聯(lián)網(wǎng)框架下,BMS與區(qū)塊鏈技術(shù)的結(jié)合實(shí)現(xiàn)了電池溯源與梯次利用的全程可信記錄,特斯拉的電池護(hù)照(BatteryPassport)系統(tǒng)已覆蓋鈷、鎳等關(guān)鍵材料的供應(yīng)鏈碳足跡。據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)預(yù)測(cè),至2030年全球BMS市場(chǎng)規(guī)模將突破280億美元,其中AI驅(qū)動(dòng)的預(yù)測(cè)性維護(hù)系統(tǒng)占比超45%,推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)邁入“安心-效能-可持續(xù)”三位一體的新紀(jì)元。戶外電源BMS電池管理系統(tǒng)保護(hù)板