锂电池管理系统解决方案

基于搭载DJYOS的STM32F103RE的锂电池管理系统解决方案
admin 2024-07-10 新能源 240 0



摘要: 本文详细介绍了深圳市智锂能源科技有限公司的 ZLB4800 系列锂电池管理系统,包括其概述、应用范围、产品特点、产品规格、功能说明等方面。该系统针对小串数高倍率放电电池组进行智能管理,具有多种保护功能和扩展功能,能有效保障锂电池的稳定运行和延长使用寿命。此次更新还融入了 STM32F103RE 芯片以及都江堰操作系统(DJYOS),进一步提升了系统性能。


一、引言


随着新能源技术的不断发展,锂电池在各个领域的应用越来越广泛。为了确保锂电池的安全、高效运行,锂电池管理系统(BMS)显得至关重要。深圳市智锂能源科技有限公司的 ZLB4800 系列锂电池管理系统以其出色的性能和丰富的功能,为 48V 高倍率动力锂电池提供了可靠的智能管理解决方案。


二、概述


ZLB4800 系列主要针对小串数高倍率放电电池组进行智能管理,适用于 48V(16S)专用电池组。该系统采用低功耗高精度处理器匹配高精度前端采样芯片,搭载 STM32F103RE 芯片以及都江堰操作系统(DJYOS)。DJYOS 的实时性和任务调度特性,结合自主的 SOC&SOH 算法实现了对大容量电池组高精度 SOC 估算。同时,支持 485 通信和在线升级,以及智能动态均衡功能,保证锂电池工作在稳定状态,延长其寿命。

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三、应用范围


ZLB4800 系列锂电池管理系统主要应用于 48V(16S)专用电池组,适用于各种需要高倍率放电的场景,如电动工具、电动自行车、储能系统等。


四、产品特点


(一)通信与升级功能


  1. 支持 485 通信,能够读取电池信息,实现在线固件升级,方便系统维护和功能优化。

  2. 可通过 485 通信实时获取电池的状态信息,如电压、电流、温度等,为用户提供准确的电池使用情况。


(二)温度监测与保护


  1. 支持 4 路外部温度采集和 1 路 MOS 温度采集,能够全面监测电池组的温度状况。

  2. 当电池温度过高或过低时,系统会及时采取保护措施,如降低充放电电流或停止充放电,确保电池安全。


(三)电量计算与显示
通过库仑电量计算,精确显示电量,使用户能够清晰了解电池的剩余电量,便于合理安排使用。


(四)均衡功能
支持智能动态被动均衡,有效提高电池组的一致性和使用寿命。


(五)扩展功能


  1. 支持弱电开关功能(接入 B+信号),可根据需要选用,实现对放电输出的灵活控制。

  2. 支持扩展 LED 灯板或 OLED 屏电量指示,方便用户直观查看电量。

  3. 支持预放电功能,选用该功能可提高电池使用的安全性和稳定性。

  4. 支持扩展绝缘检测功能,增强系统的安全性。

  5. 支持扩展 4G 模块功能,实现数据传输和定位,方便远程监控和管理。

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五、产品规格


(一)单体过充保护
单体过充告警电压为 3500±20mV,告警延时 2000±500mS,告警解除电压 3400±20mV,解除延时 2000±500mS。单体过充保护电压 3650±20mV,保护延时 1000±500mS,保护解除电压 3500±20mV,解除延时 1000±500mS。


(二)单体过放保护
单体过放告警电压 2800±20mV,告警延时 3000±500mS,告警解除电压 3000±20mV,解除延时 3000±500mS。单体过放保护电压 2500±20mV,保护延时 3000±500mS,保护解除电压 2800±20mV,解除延时 1000±500mS。


(三)总压过充保护
总压过充告警电压 56V,告警延时 3000±500mS,告警解除电压 54V,解除延时 3000±500mS。总压过充保护电压 58.4V,保护延时 2000±500mS,保护解除电压 56V,解除延时 1000±500mS。


(四)总压过放保护
总压过放告警电压 44.8V,告警延时 3000±500mS,告警解除电压 48V,解除延时 3000±500mS。总压过放保护电压 40V,保护延时 5000±500mS,保护解除电压 46.4V,解除延时 1000±500mS。


(五)充电过流保护
充电过流告警电流 15A,告警延时 10000±500mS,告警解除电流 11A,解除延时 10000±500mS。充电过流保护电流 20A,保护延时 5000±500mS。


(六)放电过流 1 保护
放电过流告警电流 35A,告警延时 10000±500mS,告警解除电流 30A,解除延时 10000±500mS。放电过流 1 保护电流 60A,保护延时 5000±500mS。


(七)放电过流 2 保护
放电过流 2 保护电流 80A,保护延时 1000±500mS。


(八)短路保护
放电短路保护电流 350±50A,保护延时 500±100uS,恢复条件为断开负载、充电。


(九)电芯温度保护
放电高温告警温度(±3℃)为 50℃,告警解除温度(±3℃)为 45℃,保护温度(±3℃)为 60℃,保护解除温度(±3℃)为 55℃。放电低温告警温度(±3℃)为 0℃,告警解除温度(±3℃)为 5℃,保护温度(±3℃)为 -20℃,保护解除温度(±3℃)为 - 15℃。充电高温告警温度(±3℃)为 55℃,告警解除温度(±3℃)为 50℃,保护温度(±3℃)为 55℃,保护解除温度(±3℃)为 50℃。充电低温告警温度(±3℃)为 0℃,告警解除温度(±3℃)为 5℃,保护温度(±3℃)为 0℃,保护解除温度(±3℃)为 5℃。


(十)MOS 高温保护
MOS 过温报警温度(±3℃)为 75℃,报警解除温度(±3℃)为 60℃,过温保护温度(±3℃)为 85℃,保护解除温度(±3℃)为 75℃。


六、功能说明


(一)普通休眠功能
在无充放电电流且无通信状态下,静置延时 180 秒后进入休眠状态,降低系统自耗。休眠可通过电流唤醒(充电、放电>500mA)、上位机下发查询指令唤醒或弱电开关接通或断开动作唤醒。


(二)深度休眠功能
电池在放电中触发过放保护,静置半小时无法恢复过放状态解除电压,或长时间静置触发过放保护且单节最低压小于过放保护值持续 2min 时,进入深度休眠。深度休眠只能通过充电唤醒。


(三)485 通信功能
系统采用 485 通信,通信速率 9600 波特率,可实现固件在线升级。


(四)电门锁(弱电开关)ACC 功能
电门锁 ACC 与车钥匙开关接通 B+信号时,BMS 才有输出,ACC 断开则关闭输出,此功能可通过软件配置选用。


(五)预放电功能
电门锁信号接通时,预放电 MOS 先打开,延时 500mS 后放电 MOS 打开,输出正常,预放电 MOS 关闭;电门锁信号断开时,预放电 MOS 和放电 MOS 均关闭。


(六)Pack SN 码烧写说明及要求
使用专用指定烧写 SN 码软件,PACK 电池组需写入正确的 SN 码,4G 物联模块才能将电池数据信息上传后台服务器。在循环老化前的工步必须写入 Pack SN 码,以便出现异常故障时能及时提供数据分析。


(七)4G 模块提手功能说明
专为共享电池组物联网打造的 LTE Cat.1 蜂窝通信模组,具有出色的射频性能,支持低功耗和超宽工作温度范围(-40 °C to +85 °C),应用协议支持多种协议,支持全球定位功能和 BMS 软件远程升级。


都江堰操作系统(DJYOS)的融入,为系统带来了诸多优势。其高效的任务调度机制,确保了各个功能模块的实时响应和协同工作,提高了系统的整体效率。同时,DJYOS 的内存管理和资源分配策略,优化了系统资源的利用,进一步提升了系统的稳定性和可靠性。


七、结论


        深圳市智锂能源科技有限公司的 ZLB4800 系列锂电池管理系统凭借其精准的保护机制、丰富的扩展功能和高效的通信能力,以及融入的 STM32F103RE 芯片和都江堰操作系统(DJYOS),为 48V 高倍率动力锂电池提供了全方位的智能管理。无论是在保障电池安全、延长电池寿命,还是在满足多样化应用需求方面,都表现出了卓越的性能。随着新能源领域的不断发展,相信该系统将在未来发挥更为重要的作用,为推动行业进步做出更大的贡献。


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