電池管理系統(tǒng)（BMS）是保障電池組安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行的關(guān)鍵組件，主要就是為了智能化管理及維護(hù)各個(gè)電池單元，防止電池出現(xiàn)過充電和過放電，監(jiān)控電池的狀態(tài)。然而，大家都忽略了BMS的運(yùn)行環(huán)境，它的變化同樣對(duì)電池壽命與安全構(gòu)成巨大威脅。特別是鋰電池，其對(duì)環(huán)境溫濕度極為敏感，同時(shí)，電池艙體內(nèi)因冷凝、管道泄漏或意外進(jìn)水導(dǎo)致的液體浸入，可能引發(fā)短路、漏電甚至起火爆炸等嚴(yán)重事故。因此，對(duì)環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)已成為最新一代高可靠性BMS不可或缺的一部分。

智漢物聯(lián)順應(yīng)市場(chǎng)變化和客戶痛點(diǎn)，開發(fā)了一款針對(duì)BMS環(huán)境監(jiān)測(cè)的水浸與溫濕度傳感器模塊，它集成了多路水浸檢測(cè)與數(shù)字溫濕度傳感功能，通過標(biāo)準(zhǔn)TTL串口輸出，為BMS提供了靈活的環(huán)境感知數(shù)據(jù)處理功能，是實(shí)現(xiàn)電池系統(tǒng)全方位安全監(jiān)護(hù)的行之有效解決方案。

技術(shù)特性

該模塊專為工業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)，其核心特性如下：

高精度數(shù)字溫濕度傳感：集成專業(yè)數(shù)字溫濕度傳感器，可實(shí)時(shí)采集電池艙/柜內(nèi)的環(huán)境溫度與相對(duì)濕度值，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確穩(wěn)定。

4路高靈敏度水浸檢測(cè)：提供4路水浸檢測(cè)接口，配合提供的帶探針的杜邦連接線，可將探針插置于電池艙底部、蓋板連接處、冷卻管道下方等易滲水點(diǎn)。

寬電壓供電兼容：支持3.3V與5V兩種供電模式，可適配BMS主控板常見的供電電壓，無(wú)需額外轉(zhuǎn)換電路，簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

TTL串口輸出：采用標(biāo)準(zhǔn)UART-TTL電平串口進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，協(xié)議簡(jiǎn)單，可直接與絕大多數(shù)BMS主控MCU連接，無(wú)需額外的電平轉(zhuǎn)換芯片或復(fù)雜網(wǎng)關(guān)。

應(yīng)用實(shí)施方案

該模塊作為BMS系統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)子單元，其典型集成架構(gòu)如下圖所示：

應(yīng)用功能

環(huán)境溫濕度實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警：

BMS主控持續(xù)讀取溫濕度數(shù)據(jù)，并設(shè)定安全閾值（如溫度：-20℃~ +60℃，濕度：5% ~ 60%RH）。

當(dāng)數(shù)據(jù)超限時(shí)，BMS可觸發(fā)預(yù)警信號(hào)，提示環(huán)境異常。例如，高濕度可能引發(fā)凝露導(dǎo)致短路，BMS可聯(lián)動(dòng)啟動(dòng)加熱除濕裝置；極端高溫則需確認(rèn)冷卻系統(tǒng)是否正常工作。

多點(diǎn)位水浸事故即時(shí)告警：

模塊持續(xù)監(jiān)測(cè)各探頭狀態(tài)。任一探頭檢測(cè)到水浸事件時(shí)，模塊會(huì)立即通過串口向BMS主控發(fā)送告警信號(hào)，并標(biāo)識(shí)出具體哪一路發(fā)生報(bào)警。

BMS主控收到信號(hào)后，應(yīng)立即觸發(fā)最高級(jí)別的安全告警，并通過BLE/LoRa通信模塊、CAN總線、以太網(wǎng)等上傳至整設(shè)備控制器、監(jiān)控中心或云平臺(tái)軟件。

同時(shí)激活本地聲光報(bào)警器，可聯(lián)動(dòng)控制繼電器，切斷非必要電源，或啟動(dòng)除水系統(tǒng)，防止浸水過多。

歷史數(shù)據(jù)記錄與分析：

BMS系統(tǒng)可將采集到的溫濕度及水浸事件數(shù)據(jù)連同電池電參數(shù)一并存儲(chǔ)。

這些數(shù)據(jù)可用于事后事故分析、電池系統(tǒng)健康狀態(tài)（SOH）評(píng)估以及預(yù)測(cè)性維護(hù)。例如，長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)濕度變化趨勢(shì)可評(píng)估密封件的可靠性。

應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

增強(qiáng)系統(tǒng)安全性：將保護(hù)范圍從電芯本身擴(kuò)展到整個(gè)電池艙環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水患和環(huán)境異常的前瞻性預(yù)警，極大降低了嚴(yán)重安全事故的發(fā)生概率。

高集成度：?jiǎn)我荒K集成溫濕度和多路水浸功能，減少了傳感器數(shù)量、布線復(fù)雜度和主控MCU的接口占用，降低了總體成本。

易于集成與部署：標(biāo)準(zhǔn)TTL串口和寬電壓供電使其能與各類BMS主控快速對(duì)接，無(wú)需中間設(shè)備，開發(fā)周期短，部署簡(jiǎn)單易操作。

高可靠性：專業(yè)級(jí)的傳感器設(shè)計(jì)確保了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和報(bào)警的可靠性，為BMS決策提供可信依據(jù)。

應(yīng)用場(chǎng)景

二輪電動(dòng)車共享充電柜

家用及工業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)

可再生能源系統(tǒng)

數(shù)據(jù)中心或基站備用電源

商用車和船舶應(yīng)用

將水浸與溫濕度傳感器模塊集成到BMS中，是一項(xiàng)以極小成本換取極大安全效益的關(guān)鍵舉措。是實(shí)現(xiàn)電池系統(tǒng)“立體式”安全管理的重要進(jìn)化。它彌補(bǔ)了現(xiàn)有BMS對(duì)環(huán)境因素監(jiān)測(cè)的盲區(qū)，為儲(chǔ)能系統(tǒng)、電動(dòng)汽車、通信基站等領(lǐng)域的電池應(yīng)用提供了一道堅(jiān)實(shí)可靠的安全屏障。

審核編輯 黃宇