隨著世界越來越依賴鋰離子電池驅(qū)動的技術(shù)，對更高效、更強(qiáng)大的電池組的需求也在不斷增加。 串并聯(lián)鋰離子電池組模組設(shè)計(jì)方案吸引了鋰電池組工程師和業(yè)界的關(guān)注。 適用于各種應(yīng)用的電池組設(shè)計(jì)行業(yè)。

為什么更多的產(chǎn)品經(jīng)理更喜歡設(shè)計(jì)并聯(lián)、串聯(lián)、串并聯(lián)電池組？

2023 年，更多人選擇并聯(lián)、串聯(lián)和串并聯(lián)鋰離子電池組設(shè)計(jì)，主要原因有兩個(gè)：

1）超過100瓦時(shí)（Wh）的電池不能帶上飛機(jī)，因此并聯(lián)、串聯(lián)、串并聯(lián)電池組更加優(yōu)化。

2）并聯(lián)、串聯(lián)、串并聯(lián)電池組設(shè)計(jì)，更換方便、便攜、配置靈活，適合大型戶外設(shè)備等特殊應(yīng)用。

什么是并聯(lián)、串聯(lián)和串并聯(lián)鋰離子電池組？

并聯(lián)電池組設(shè)計(jì)將各個(gè)電池單元并聯(lián)形成，以增加電池組容量。 并聯(lián)電池連接通常用于需要大電流輸出的應(yīng)用。 以并聯(lián)形式連接電池的優(yōu)點(diǎn)包括能夠增加容量和放電電流。 然而，這種設(shè)計(jì)需要開發(fā)電池管理系統(tǒng)（BMS）的重要技術(shù)。

A系列電池組設(shè)計(jì)另一方面，將電池組首尾相連，以提高電池組的電壓。 串聯(lián)充電電池組的核心優(yōu)點(diǎn)是電壓較高，缺點(diǎn)是與并聯(lián)電池組相比容量和放電電流較低。

串并聯(lián)電池組設(shè)計(jì)結(jié)合了并聯(lián)和串聯(lián)電池組的特點(diǎn)。 這種類型的電池組可以提高電壓和容量以及更高的放電電流輸出。 并串聯(lián)電池連接的主要缺點(diǎn)是成本增加。

模塊化與中央電池管理系統(tǒng) (BMS)：哪個(gè)更適合您的電池組設(shè)計(jì)？

在設(shè)計(jì)電池管理系統(tǒng)（BMS）時(shí)，工程師必須確保電池單元保持良好的循環(huán)和工作溫度平衡。 電池單元需要在整個(gè)放電和充電周期中保持相同的充電狀態(tài) (SOC)。 在 CM Batteries，我們的首席技術(shù)官利用計(jì)算和模擬來設(shè)計(jì)系統(tǒng)，確保電池組安全并延長電池的生命周期和可靠性。

CM Batteries 提供以下 BMS 設(shè)計(jì)選項(xiàng)：

如圖 1 所示，模塊化 BMS 分為許多相同的子模塊，每個(gè)子模塊都有連接面板不同部分的電線，以監(jiān)控電池的每個(gè)特定區(qū)域。 其中一個(gè)BMS模塊被指定為“主控”，負(fù)責(zé)管理整個(gè)電池組的調(diào)度以及與外界的通信。 “從”BMS通過通信總線與“主”BMS進(jìn)行通信，但它們最終具有相同的功能。

優(yōu)點(diǎn)：

集中式BMS的小型化：具有多級聯(lián)的特點(diǎn)，具有集中式BMS的大部分優(yōu)點(diǎn)，包括易維護(hù)、成本低等。

更小的單模組尺寸：子模組到單電池的線材較短，可以靠近電池放置，避免因線材過長帶來的隱患和錯(cuò)誤。

易于擴(kuò)展：可添加更多子模塊實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展。

缺點(diǎn)：

比集中式BMS需要更多的電線：模塊化BMS不僅需要連接到電池組，而且每個(gè)模塊之間還需要連接電線。

成本較高：雖然每個(gè)模塊的功能相同，但并不是所有的功能都會用到，造成浪費(fèi)，特別是考慮到從模塊用處不大。

因?yàn)槲覀冋J(rèn)為這種設(shè)計(jì)效率不是特別高，所以 CM Batteries 提供了這種 BMS 設(shè)計(jì)的改進(jìn)版本，如圖 2 所示。

在本設(shè)計(jì)中，我們根據(jù)主從模塊的不同功能，將從模塊分開，去掉從模塊不使用的功能，從而可以顯著降低成本。

主BMS負(fù)責(zé)相對較多的功能，如計(jì)算、預(yù)測、決策、通信等。從模塊僅負(fù)責(zé)測量。 這種設(shè)計(jì)繼承了模塊化結(jié)構(gòu)的大部分優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也降低了擴(kuò)展成本。

還有一種分布式 BMS 設(shè)計(jì)解決方案，具有連接可靠性高、無需超長電纜以及電池和測量電路緊密集成的特點(diǎn)，有助于減少干擾和錯(cuò)誤。 這種模式比較安全。 然而，由于成本高且工藝復(fù)雜，這并不是許多客戶選擇的設(shè)計(jì)。

并聯(lián)、串聯(lián)和串并聯(lián)電池組設(shè)計(jì)選項(xiàng)在電池組解決方案中變得越來越流行，特別是對于戶外設(shè)備應(yīng)用。 由于機(jī)上電池最大電流容量的限制以及這些設(shè)計(jì)提供的便利性和靈活性，預(yù)計(jì)到 2023 年會有更多人選擇并聯(lián)、串聯(lián)和串并聯(lián)電池組解決方案。 每種型號都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，仔細(xì)的電池管理系統(tǒng) (BMS) 設(shè)計(jì)對于確保每種電池的安全運(yùn)行、可靠性和延長使用壽命至關(guān)重要。 模塊化BMS設(shè)計(jì)方案可滿足不同需求并降低成本，工程師可以幫助您做到這一點(diǎn)。?