Batareya İdarəetmə Sistemi nədir?

Tərif

Batareya idarəetmə sistemi (BMS) batareya elementlərinin yığılması olan, elektriklə ardıcıl x sütunlu matrix konfiqurasiyasında təşkil edilmiş batareya paketinə nəzarət etməyə həsr olunmuş texnologiyadır ki, bu da müəyyən bir müddət ərzində hədəf gərginlik və cərəyan diapazonunun çatdırılmasını təmin edir. gözlənilən yük ssenariləri.BMS-nin təmin etdiyi nəzarət adətən aşağıdakıları əhatə edir:

• Batareyanın monitorinqi
• Batareyanın qorunmasını təmin edir
• Batareyanın işləmə vəziyyətinin qiymətləndirilməsi
• Batareyanın performansını daim optimallaşdırmaq
• Xarici cihazlara əməliyyat vəziyyətinin bildirilməsi

Burada “batareya” termini bütün paketi nəzərdə tutur;bununla belə, monitorinq və nəzarət funksiyaları xüsusi olaraq ayrı-ayrı hüceyrələrə və ya ümumi batareya paketində modul adlanan hüceyrə qruplarına tətbiq edilir.Litium-ion təkrar doldurulan hüceyrələr ən yüksək enerji sıxlığına malikdir və noutbuklardan tutmuş elektrik nəqliyyat vasitələrinə qədər bir çox istehlak məhsulları üçün batareya paketləri üçün standart seçimdir.Mükəmməl performans göstərsələr də, ümumiyyətlə sıx təhlükəsiz əməliyyat zonasından (SOA) kənarda işlədildikdə, batareyanın işini pozmaqdan tutmuş açıq təhlükəli nəticələrə qədər müxtəlif nəticələrə səbəb ola bilərlər.BMS, şübhəsiz ki, çətin bir iş təsvirinə malikdir və onun ümumi mürəkkəbliyi və nəzarəti əhatə dairəsi elektrik, rəqəmsal, idarəetmə, istilik və hidravlik kimi bir çox fənləri əhatə edə bilər.

Batareya İdarəetmə Sistemləri Necə İşləyir?

Batareya idarəetmə sistemlərində qəbul edilməli olan sabit və ya unikal meyarlar dəsti yoxdur.Texnologiya dizaynının əhatə dairəsi və həyata keçirilən xüsusiyyətlər ümumiyyətlə aşağıdakılarla əlaqələndirilir:

• Batareya paketinin xərcləri, mürəkkəbliyi və ölçüsü
• Batareyanın tətbiqi və hər hansı təhlükəsizlik, xidmət müddəti və zəmanət problemləri
• Qeyri-adekvat funksional təhlükəsizlik tədbirləri mövcud olduqda, xərclərin və cərimələrin əsas olduğu müxtəlif hökumət qaydalarına uyğun sertifikatlaşdırma tələbləri

Bir çox BMS dizayn xüsusiyyətləri var, batareya paketinin qorunmasının idarə edilməsi və tutumun idarə edilməsi iki vacib xüsusiyyətdir.Bu iki xüsusiyyətin necə işlədiyini burada müzakirə edəcəyik.Batareya paketinin mühafizəsinin idarə edilməsi iki əsas sahəyə malikdir: SOA-dan kənar istifadə zamanı batareyanın zədələnməsinə yol verməməyi nəzərdə tutan elektrik mühafizəsi və paketi saxlamaq və ya onun SOA-ya gətirmək üçün passiv və/və ya aktiv temperatur nəzarətini nəzərdə tutan termal qorunma.

Elektrik İdarəetmə Mühafizəsi: Cari

Batareya paketinin cərəyanına və hüceyrə və ya modul gərginliklərinə nəzarət elektrik mühafizəsinə aparan yoldur.Hər hansı bir batareya hüceyrəsinin elektrik SOA-sı cərəyan və gərginliklə bağlıdır.Şəkil 1 tipik litium-ion hüceyrə SOA-nı təsvir edir və yaxşı dizayn edilmiş BMS istehsalçının hüceyrə reytinqlərindən kənar əməliyyatların qarşısını alaraq paketi qoruyacaq.Bir çox hallarda, batareyanın ömrünü artırmaq üçün SOA təhlükəsiz zonasında yaşamaq üçün əlavə dəyər itirmə tətbiq oluna bilər.

Litium-ion hüceyrələrinin doldurulması üçün boşalma ilə müqayisədə fərqli cərəyan məhdudiyyətləri var və hər iki rejim qısa müddət ərzində də olsa, daha yüksək pik cərəyanları idarə edə bilir.Batareya hüceyrəsi istehsalçıları adətən maksimum şarj və boşalma cərəyanı hədləri ilə yanaşı, maksimum davamlı doldurma və boşaltma cərəyanı limitlərini təyin edirlər.Cari qorunmanı təmin edən BMS, şübhəsiz ki, maksimum davamlı cərəyan tətbiq edəcəkdir.Bununla belə, yük şəraitinin qəfil dəyişməsini nəzərə almaq üçün bundan əvvəl ola bilər;məsələn, elektrikli avtomobilin kəskin sürətlənməsi.BMS, mövcud cərəyanı azaltmaq və ya paket cərəyanını tamamilə kəsmək qərarına gələrək, cərəyanı birləşdirərək və delta vaxtından sonra pik cərəyan monitorinqini birləşdirə bilər.Bu, BMS-yə hər hansı bir yerli qoruyucuların diqqətini cəlb etməyən qısaqapanma vəziyyəti kimi ekstremal cərəyan zirvələrinə demək olar ki, ani həssaslığa sahib olmağa imkan verir, həm də həddindən artıq olmamaq şərti ilə yüksək zirvə tələblərini bağışlayır. uzun.

Elektrik İdarəetmə Mühafizəsi: Gərginlik

Şəkil 2 göstərir ki, litium-ion hüceyrəsi müəyyən bir gərginlik diapazonunda işləməlidir.Bu SOA sərhədləri nəticədə seçilmiş litium-ion hüceyrəsinin daxili kimyası və istənilən vaxt hüceyrələrin temperaturu ilə müəyyən ediləcək.Üstəlik, hər hansı bir akkumulyator dəsti yük tələblərinə görə boşalma və müxtəlif enerji mənbələrindən doldurulması səbəbindən əhəmiyyətli miqdarda cərəyan dövriyyəsi yaşadığından, batareyanın ömrünü optimallaşdırmaq üçün bu SOA gərginlik məhdudiyyətləri adətən daha da məhdudlaşdırılır.BMS bu məhdudiyyətlərin nə olduğunu bilməlidir və bu hədlərin yaxınlığına əsaslanaraq qərarlar verəcəkdir.Məsələn, yüksək gərginlik həddinə yaxınlaşdıqda, BMS yükləmə cərəyanının tədricən azaldılmasını tələb edə bilər və ya limitə çatdıqda, şarj cərəyanının tamamilə dayandırılmasını tələb edə bilər.Bununla belə, bu limit adətən bağlanma həddi ilə bağlı nəzarət söhbətinin qarşısını almaq üçün əlavə daxili gərginlik histerezisi mülahizələri ilə müşayiət olunur.Digər tərəfdən, aşağı gərginlik həddinə yaxınlaşdıqda, BMS əsas aktiv pozucu yüklərin cari tələblərini azaltmasını tələb edəcək.Elektrikli nəqliyyat vasitəsinə gəldikdə, bu, dartma mühərriki üçün icazə verilən fırlanma momentini azaltmaqla həyata keçirilə bilər.Təbii ki, BMS daimi zədələnmənin qarşısını almaq üçün akkumulyator paketini qoruyarkən sürücünün təhlükəsizliyini ən yüksək prioritet hesab etməlidir.

Termal İdarəetmə Mühafizəsi: Temperatur

Nominal olaraq, litium-ion hüceyrələrinin geniş bir temperatur işləmə diapazonuna sahib olduğu görünə bilər, lakin kimyəvi reaksiya sürətləri nəzərəçarpacaq dərəcədə yavaşladığı üçün ümumi batareya tutumu aşağı temperaturda azalır.Aşağı temperaturda işləmə qabiliyyətinə gəldikdə, onlar qurğuşun turşusu və ya NiMh batareyalarından daha yaxşı işləyirlər;lakin 0 °C-dən (32 °F) aşağı yükləmə fiziki cəhətdən problemli olduğu üçün temperaturun idarə edilməsi ehtiyatlı şəkildə vacibdir.Metal litiumun örtülməsi fenomeni dondurulmuş yüklənmə zamanı anodda baş verə bilər.Bu, daimi zədədir və nəinki potensialın azalması ilə nəticələnir, həm də vibrasiya və ya digər stresli şərtlərə məruz qaldıqda hüceyrələr uğursuzluğa daha həssas olur.BMS istilik və soyutma vasitəsilə batareya paketinin istiliyinə nəzarət edə bilər.

Həyata keçirilən istilik idarəetməsi tamamilə batareya paketinin ölçüsündən və qiymətindən və performans məqsədlərindən, BMS-nin dizayn meyarlarından və hədəflənmiş coğrafi bölgənin (məsələn, Alyaska ilə Havay) nəzərə alınmasını daxil edə bilən məhsul vahidindən asılıdır.Qızdırıcının növündən asılı olmayaraq, enerjini xarici AC enerji mənbəyindən və ya lazım olduqda qızdırıcını işlətmək üçün nəzərdə tutulmuş alternativ daimi batareyadan çəkmək ümumiyyətlə daha effektivdir.Bununla belə, elektrik qızdırıcısının təvazökar bir cərəyanı varsa, ilkin batareya paketindən enerji özünü qızdırmaq üçün sifonlana bilər.Termal hidravlik sistem tətbiq edilərsə, nasosla vurulan və paketin bütün hissələrinə paylanan soyuducu suyun qızdırılması üçün elektrik qızdırıcısı istifadə olunur.

BMS dizayn mühəndisləri, şübhəsiz ki, istilik enerjisini paketə daxil etmək üçün dizayn ticarətinin hiylələrinə malikdirlər.Məsələn, BMS-nin daxilində tutumun idarə edilməsinə həsr olunmuş müxtəlif güc elektronikası işə salına bilər.Birbaşa isitmə qədər səmərəli olmasa da, ondan asılı olmayaraq istifadə edilə bilər.Litium-ion batareya paketinin performans itkisini minimuma endirmək üçün soyutma xüsusilə vacibdir.Məsələn, bəlkə də müəyyən bir batareya 20 ° C-də optimal şəkildə işləyir;qablaşdırmanın temperaturu 30°C-ə yüksələrsə, onun performans səmərəliliyi 20%-ə qədər azala bilər.Paket 45°C-də (113°F) davamlı olaraq doldurularsa və doldurularsa, performans itkisi 50%-ə qədər yüksələ bilər.Xüsusilə sürətli doldurma və boşalma dövrləri zamanı həddindən artıq istilik əmələ gəlməsinə davamlı olaraq məruz qaldıqda, batareyanın ömrü də vaxtından əvvəl qocalma və deqradasiyadan əziyyət çəkə bilər.Soyutma adətən passiv və ya aktiv olmaqla iki üsulla əldə edilir və hər iki üsuldan istifadə edilə bilər.Passiv soyutma batareyanı soyutmaq üçün hava axınının hərəkətinə əsaslanır.Elektrikli nəqliyyat vasitəsinə gəldikdə, bu, onun sadəcə olaraq yolda hərəkət etdiyini nəzərdə tutur.Bununla belə, o, göründüyündən daha mürəkkəb ola bilər, çünki hava sürəti sensorları hava axınını maksimum dərəcədə artırmaq üçün deflektor hava bəndlərini strateji olaraq avtomatik tənzimləmək üçün inteqrasiya oluna bilər.Temperaturla idarə olunan aktiv ventilyatorun tətbiqi aşağı sürətlərdə və ya avtomobil dayandıqda kömək edə bilər, lakin bütün bunlar sadəcə paketi ətraf mühitin temperaturu ilə bərabərləşdirməkdir.Qızmar isti gün vəziyyətində bu, qablaşdırmanın ilkin temperaturunu artıra bilər.Termal hidravlik aktiv soyutma tamamlayıcı sistem kimi dizayn edilə bilər və adətən müəyyən edilmiş qarışıq nisbətinə malik etilen-qlikol soyuducudan istifadə edir, elektrik mühərriki ilə idarə olunan nasos vasitəsilə borular/şlanqlar, paylayıcı manifoldlar, çarpaz axın istilik dəyişdiricisi (radiator) vasitəsilə dövriyyəyə buraxılır. , və soyuducu plitənin yerləşdiyi batareya dəstinə qarşı.BMS paketdəki temperaturlara nəzarət edir və optimal batareya performansını təmin etmək üçün ümumi batareyanın temperaturunu dar bir temperatur diapazonunda saxlamaq üçün müxtəlif klapanları açıb bağlayır.

Bacarıqların İdarə Edilməsi

Batareya paketinin tutumunu artırmaq BMS-nin təmin etdiyi ən vacib batareya performans xüsusiyyətlərindən biridir.Bu texniki qulluq yerinə yetirilmədikdə, batareya paketi sonda özünü yararsız hala sala bilər.Məsələnin kökü ondan ibarətdir ki, batareya dəsti “stack” (hüceyrələr silsiləsi) mükəmməl bərabər deyil və mahiyyətcə bir qədər fərqli sızma və ya öz-özünə boşalma dərəcələrinə malikdir.Sızma istehsalçının qüsuru deyil, batareyanın kimyası xarakteristikasıdır, baxmayaraq ki, bu, istehsal prosesindəki dəqiqə dəyişikliklərindən statistik olaraq təsirlənə bilər.Əvvəlcə batareya paketində yaxşı uyğunlaşdırılmış hüceyrələr ola bilər, lakin zaman keçdikcə hüceyrə-hüceyrə oxşarlığı yalnız öz-özünə boşalma səbəbindən deyil, həm də şarj/boşaltma dövriyyəsi, yüksək temperatur və ümumi təqvim yaşlanması səbəbindən daha da pisləşir.Bunu başa düşməklə, litium-ion hüceyrələrinin əla performans göstərdiyi, lakin sıx bir SOA xaricində işlədildikdə olduqca bağışlanmaz ola biləcəyi müzakirəsini xatırlayın.Litium-ion hüceyrələri həddindən artıq yüklənmə ilə yaxşı məşğul olmadığı üçün tələb olunan elektrik qorunması haqqında əvvəllər öyrəndik.Tam doldurulduqdan sonra onlar daha çox cərəyanı qəbul edə bilmirlər və ona daxil olan hər hansı əlavə enerji istidə çevrilir, gərginlik potensial olaraq sürətlə, ehtimal ki, təhlükəli səviyyələrə yüksəlir.Hüceyrə üçün sağlam bir vəziyyət deyil və davam edərsə, qalıcı zərər və təhlükəli iş şəraiti yarada bilər.

Batareya paketi seriyası hüceyrə sırası ümumi paket gərginliyini təyin edən şeydir və bitişik hüceyrələr arasında uyğunsuzluq hər hansı bir yığını doldurmağa cəhd edərkən dilemma yaradır.Şəkil 3 bunun niyə belə olduğunu göstərir.Birində mükəmməl balanslaşdırılmış hüceyrələr dəsti varsa, hər şey yaxşıdır, çünki hər biri bərabər şəkildə doldurulacaq və yuxarı 4.0 gərginlik kəsmə həddi çatdıqda doldurma cərəyanı kəsilə bilər.Bununla belə, balanslaşdırılmamış ssenaridə yuxarı hüceyrə şarj limitinə erkən çatacaq və digər əsas hüceyrələr tam gücü ilə doldurulmazdan əvvəl şarj cərəyanı ayaq üçün dayandırılmalıdır.

BMS işə girən və günü qənaət edən və ya bu halda batareya paketidir.Bunun necə işlədiyini göstərmək üçün əsas tərifi izah etmək lazımdır.Hüceyrə və ya modulun müəyyən bir zamanda doldurulma vəziyyəti (SOC) tam doldurulduqda ümumi yükə nisbətən mövcud olan yüklə mütənasibdir.Beləliklə, 50% SOC-də olan bir batareya onun 50% doldurulduğunu nəzərdə tutur, bu da yanacaq ölçmə göstəricisinə yaxındır.BMS potensialının idarə edilməsi paket yığımında hər bir yığın üzrə SOC-nin dəyişməsini balanslaşdırmaqdan ibarətdir.SOC birbaşa ölçülə bilən kəmiyyət olmadığı üçün onu müxtəlif üsullarla qiymətləndirmək olar və balanslaşdırma sxeminin özü ümumiyyətlə passiv və aktiv olmaqla iki əsas kateqoriyaya bölünür.Mövzuların bir çox variantı var və hər növün müsbət və mənfi cəhətləri var.Verilmiş batareya paketi və onun tətbiqi üçün hansının optimal olduğuna qərar vermək BMS dizayn mühəndisindən asılıdır.Passiv balanslaşdırma, ümumi balanslaşdırma konsepsiyasını izah etməklə yanaşı, həyata keçirmək üçün ən asandır.Passiv üsul yığındakı hər bir hüceyrənin ən zəif hüceyrə ilə eyni yüklənmə qabiliyyətinə malik olmasına imkan verir.Nisbətən aşağı cərəyandan istifadə edərək, doldurma dövrü ərzində yüksək SOC hüceyrələrindən az miqdarda enerji ötürür ki, bütün hüceyrələr maksimum SOC-a qədər yüklənsin.Şəkil 4 bunun BMS tərəfindən necə həyata keçirildiyini göstərir.O, hər bir hüceyrəni izləyir və hər bir hüceyrə ilə paralel olaraq tranzistor açarı və müvafiq ölçülü boşalma rezistorundan istifadə edir.BMS müəyyən bir hüceyrənin yüklənmə həddinə yaxınlaşdığını hiss etdikdə, onun ətrafındakı həddindən artıq cərəyanı yuxarıdan aşağıya doğru növbəti hüceyrəyə yönləndirəcək.

Balanslaşdırma prosesinin son nöqtələri, əvvəl və sonra, Şəkil 5-də göstərilmişdir. Xülasə, BMS yığındakı hüceyrə və ya modula aşağıdakı üsullardan birində paket cərəyanından fərqli doldurma cərəyanını görməyə imkan verməklə, batareya yığınını balanslaşdırır:

• Həddindən artıq yüklənmənin qarşısını almaq üçün əlavə doldurma cərəyanı üçün boşluq yaradan və daha az yüklənmiş hüceyrələrə daha çox doldurma cərəyanı almağa imkan verən ən çox yüklənmiş hüceyrələrdən yükün çıxarılması
• Doldurma cərəyanının bir hissəsinin və ya demək olar ki, hamısının ən çox yüklənmiş hüceyrələrin ətrafında yönləndirilməsi, beləliklə, daha az yüklənmiş hüceyrələrə daha uzun müddət şarj cərəyanı almağa imkan verir.

Batareya İdarəetmə Sistemlərinin növləri

Batareyanın idarəetmə sistemləri sadədən mürəkkəbə qədər dəyişir və "batareyanın qayğısına qalmaq" üçün əsas direktivinə nail olmaq üçün müxtəlif texnologiyaların geniş spektrini əhatə edə bilər.Bununla belə, bu sistemlər onların topologiyası əsasında təsnif edilə bilər, bu da onların batareya paketi üzərindəki hüceyrələr və ya modullar üzərində necə quraşdırıldığı və işlədiyi ilə bağlıdır.

Mərkəzləşdirilmiş BMS Memarlığı

Batareya paketində bir mərkəzi BMS var.Bütün batareya paketləri birbaşa mərkəzi BMS-ə qoşulur.Mərkəzləşdirilmiş BMS-in strukturu Şəkil 6-da göstərilmişdir. Mərkəzləşdirilmiş BMS-in bəzi üstünlükləri vardır.O, daha yığcamdır və yalnız bir BMS olduğu üçün ən qənaətcil olmağa meyllidir.Bununla belə, mərkəzləşdirilmiş BMS-nin çatışmazlıqları var.Bütün batareyalar birbaşa BMS-ə qoşulduğundan, BMS bütün batareya paketləri ilə əlaqə yaratmaq üçün çoxlu portlara ehtiyac duyur.Bu, böyük batareya paketlərində çoxlu naqillərin, kabellərin, birləşdiricilərin və s.

Modul BMS Topologiyası

Mərkəzləşdirilmiş icraya bənzər olaraq, BMS hər biri xüsusi naqillər dəstəsi və batareya yığınının bitişik təyin olunmuş hissəsinə qoşulan bir neçə təkrar modula bölünür.Şəkil 7-ə baxın. Bəzi hallarda, bu BMS alt modulları funksiyası alt modulların vəziyyətinə nəzarət etmək və periferik avadanlıqla əlaqə saxlamaq olan əsas BMS modulu nəzarəti altında yerləşə bilər.Təkrarlanan modulluq sayəsində nasazlıqların aradan qaldırılması və texniki qulluq daha asandır və daha böyük batareya paketlərinə uzadılması sadədir.İşin mənfi tərəfi odur ki, ümumi xərclər bir qədər yüksəkdir və tətbiqdən asılı olaraq istifadə olunmamış funksiyaların təkrarlanması ola bilər.

Əsas/Tabe BMS

Konseptual olaraq modul topologiyaya bənzəyir, lakin bu halda, kölələr daha çox yalnız ölçmə məlumatlarını ötürməklə məhdudlaşır və master hesablama və nəzarət, eləcə də xarici rabitə ilə məşğul olur.Beləliklə, modul tiplər kimi, xərclər aşağı ola bilər, çünki qulların funksionallığı daha sadədir, ehtimal ki, daha az yerüstü və daha az istifadə olunmayan xüsusiyyətlərlə.

Paylanmış BMS Memarlığı

Digər topologiyalardan əhəmiyyətli dərəcədə fərqlidir, burada elektron aparat və proqram əlavə edilmiş naqillər dəstələri vasitəsilə hüceyrələrlə əlaqə quran modullarda əhatə olunur.Paylanmış BMS bütün elektron avadanlıqları birbaşa nəzarət edilən hüceyrə və ya modulun üzərinə yerləşdirilmiş idarəetmə lövhəsində birləşdirir.Bu, bir neçə sensor naqilinə və bitişik BMS modulları arasındakı rabitə naqillərinə kabellərin əsas hissəsini yüngülləşdirir.Nəticə etibarilə, hər bir BMS daha çox müstəqildir və tələb olunduğu kimi hesablamaları və kommunikasiyaları idarə edir.Bununla belə, görünən sadəliyə baxmayaraq, bu inteqrasiya olunmuş forma problemlərin aradan qaldırılması və texniki xidmətin potensial olaraq problemli olmasına səbəb olur, çünki o, qalxan modul yığımının dərinliklərində yerləşir.Ümumi batareya paketinin strukturunda daha çox BMS olduğundan, xərclər də daha yüksək olur.

Batareya İdarəetmə Sistemlərinin Əhəmiyyəti

BMS-də funksional təhlükəsizlik ən yüksək əhəmiyyət kəsb edir.Nəzarət nəzarəti altında olan hər hansı bir hüceyrə və ya modulun gərginliyinin, cərəyanının və temperaturunun müəyyən edilmiş SOA hədlərini keçməsinin qarşısını almaq üçün doldurma və boşaltma əməliyyatı zamanı çox vacibdir.Əgər limitlər uzun müddət ərzində keçərsə, nəinki potensial bahalı batareya paketi təhlükə altına düşəcək, həm də təhlükəli termal qaçaq şərait yarana bilər.Bundan əlavə, litium-ion hüceyrələrinin qorunması və funksional təhlükəsizlik üçün aşağı gərginlik həddi hədləri də ciddi şəkildə yoxlanılır.Li-ion batareyası bu aşağı gərginlikli vəziyyətdə qalarsa, anodda mis dendritlər böyüyə bilər ki, bu da öz-özünə boşalma sürətinin artmasına səbəb ola bilər və mümkün təhlükəsizlik narahatlıqlarını artıra bilər.Litium-ionla işləyən sistemlərin yüksək enerji sıxlığı batareya idarəetmə xətası üçün az yer buraxan qiymətə gəlir.BMS-lər və litium-ion təkmilləşdirmələri sayəsində bu, bu gün mövcud olan ən uğurlu və təhlükəsiz batareya kimyalarından biridir.

Batareya paketinin performansı BMS-nin növbəti ən vacib xüsusiyyətidir və bu, elektrik və istilik idarəetməsini əhatə edir.Batareyanın ümumi tutumunu elektrik cəhətdən optimallaşdırmaq üçün paketdəki bütün hüceyrələrin balanslaşdırılması tələb olunur ki, bu da montaj boyunca bitişik hüceyrələrin SOC-nin təxminən ekvivalent olduğunu göstərir.Bu olduqca vacibdir, çünki nəinki optimal batareya tutumu həyata keçirilə bilər, həm də ümumi deqradasiyanın qarşısını alır və potensial qaynar nöqtələrin zəif hüceyrələrin həddindən artıq yüklənməsini azaldır.Litium-ion batareyaları aşağı gərginlik həddindən aşağı boşalmanın qarşısını almalıdır, çünki bu, yaddaş effektləri və əhəmiyyətli tutum itkisi ilə nəticələnə bilər.Elektrokimyəvi proseslər temperatura çox həssasdır və batareyalar da istisna deyil.Ətraf mühitin temperaturu azaldıqda, tutum və mövcud batareya enerjisi əhəmiyyətli dərəcədə azalır.Nəticə etibarı ilə, BMS, məsələn, elektrikli avtomobil akkumulyatorunun maye soyutma sistemində və ya helikopterin və ya digər qurğunun içərisinə daxil edilmiş paketin modullarının altında quraşdırılmış işə salınan daimi qızdırıcı plitələrində yerləşən xarici daxili qızdırıcını işə sala bilər. təyyarə.Əlavə olaraq, soyuq litium-ion hüceyrələrinin doldurulması batareyanın ömrünü pisləşdirdiyi üçün əvvəlcə batareyanın temperaturunu kifayət qədər yüksəltmək vacibdir.Litium-ion hüceyrələrinin çoxu 5°C-dən az olduqda sürətli doldurula bilməz və 0°C-dən aşağı olduqda isə ümumiyyətlə doldurulmamalıdır.Tipik əməliyyat istifadəsi zamanı optimal performans üçün BMS istilik idarəetməsi tez-tez batareyanın dar Goldilocks əməliyyat bölgəsində (məsələn, 30 – 35°C) işləməsini təmin edir.Bu, performansı qoruyur, daha uzun ömür təmin edir və sağlam, etibarlı batareya paketini inkişaf etdirir.

Batareya İdarəetmə Sistemlərinin Faydaları

Tez-tez BESS olaraq adlandırılan bütöv bir batareya enerji saxlama sistemi tətbiqdən asılı olaraq strateji olaraq bir yerə yığılmış onlarla, yüzlərlə və hətta minlərlə litium-ion hüceyrədən ibarət ola bilər.Bu sistemlərin gərginliyi 100V-dən az ola bilər, lakin 800V-ə qədər yüksək ola bilər, paket təchizatı cərəyanları 300A və ya daha çox dəyişə bilər.Yüksək gərginlikli paketin hər hansı səhv idarə edilməsi həyat üçün təhlükə yaradan, fəlakətli fəlakətə səbəb ola bilər.Buna görə də, BMS-lər təhlükəsiz işləməyi təmin etmək üçün tamamilə vacibdir.BMS-lərin faydalarını aşağıdakı kimi ümumiləşdirmək olar.

• Funksional Təhlükəsizlik.Böyük formatlı litium-ion batareya paketləri üçün bu, xüsusilə ehtiyatlı və vacibdir.Lakin, məsələn, noutbuklarda istifadə edilən daha kiçik formatların da alov alması və böyük ziyan vurması məlum olub.Litium-ionla işləyən sistemləri özündə birləşdirən məhsulların istifadəçilərinin şəxsi təhlükəsizliyi batareya idarəetmə xətası üçün çox az yer buraxır.
• Ömrü və Etibarlılıq.Batareya paketinin mühafizəsinin idarə edilməsi, elektrik və istilik, bütün hüceyrələrin elan edilmiş SOA tələbləri çərçivəsində istifadə olunmasını təmin edir.Bu incə nəzarət hüceyrələrin aqressiv istifadəyə və sürətli doldurma və boşalma dövriyyəsinə qarşı qayğı göstərilməsini təmin edir və qaçılmaz olaraq uzun illər etibarlı xidmət göstərəcək sabit sistemlə nəticələnir.
• Performans və diapazon.BMS batareya paketinin tutumunun idarə edilməsi, burada hüceyrələr-hüceyrə balanslaşdırması paket qurğusunda bitişik hüceyrələrin SOC-ni bərabərləşdirmək üçün istifadə olunur, optimal batareya tutumunu həyata keçirməyə imkan verir.Öz-özünə boşalma, doldurma/boşaltma dövriyyəsi, temperatur effektləri və ümumi yaşlanma ilə bağlı dəyişiklikləri nəzərə alan bu BMS funksiyası olmadan, batareya paketi sonda özünü yararsız hala sala bilər.
• Diaqnostika, Məlumatların Toplanması və Xarici Əlaqə.Nəzarət tapşırıqlarına bütün akkumulyator hüceyrələrinin davamlı monitorinqi daxildir, burada məlumat qeydinin özü tərəfindən diaqnostika üçün istifadə oluna bilər, lakin tez-tez montajdakı bütün hüceyrələrin SOC-ni qiymətləndirmək üçün hesablama tapşırığına yönəldilir.Bu məlumat balanslaşdırma alqoritmləri üçün istifadə olunur, lakin mövcud daimi enerjini göstərmək, cari istifadəyə əsasən gözlənilən diapazonu və ya diapazonu/ömür müddətini təxmin etmək və batareya paketinin sağlamlıq vəziyyətini təmin etmək üçün birlikdə xarici cihazlara və displeylərə ötürülə bilər.
• Xərc və Zəmanətin Azaldılması.BMS-nin BESS-ə tətbiqi xərclər artırır və batareya paketləri bahalı və potensial təhlükəlidir.Sistem nə qədər mürəkkəbdirsə, təhlükəsizlik tələbləri bir o qədər yüksəkdir, nəticədə daha çox BMS nəzarətinin mövcudluğuna ehtiyac yaranır.Lakin BMS-nin funksional təhlükəsizliyi, istifadə müddəti və etibarlılığı, performansı və diapazonu, diaqnostika və s. ilə bağlı mühafizəsi və profilaktik baxımı onun ümumi xərcləri, o cümlədən zəmanətlə bağlı xərcləri aşağı salacağına zəmanət verir.

Batareya İdarəetmə Sistemləri və Synopsys

Simulyasiya BMS dizaynı üçün dəyərli müttəfiqdir, xüsusən də aparat inkişafı, prototipləşdirmə və sınaq çərçivəsində dizayn problemlərini araşdırmaq və həll etmək üçün tətbiq edildikdə.Dəqiq litium-ion hüceyrə modeli ilə BMS arxitekturasının simulyasiya modeli virtual prototip kimi tanınan icra edilə bilən spesifikasiyadır.Bundan əlavə, simulyasiya müxtəlif batareya və ətraf mühitin istismarı ssenarilərinə qarşı BMS nəzarət funksiyalarının variantlarının ağrısız araşdırılmasına imkan verir.İcra problemləri çox erkən aşkarlana və araşdırıla bilər ki, bu da real aparat prototipində tətbiq edilməzdən əvvəl performans və funksional təhlükəsizlik təkmilləşdirmələrini yoxlamağa imkan verir.Bu, inkişaf vaxtını azaldır və ilk aparat prototipinin möhkəm olmasını təmin edir.Bundan əlavə, bir çox autentifikasiya testləri, o cümlədən ən pis vəziyyət ssenariləri, fiziki cəhətdən real daxili sistem tətbiqlərində həyata keçirildikdə BMS və batareya paketi üçün həyata keçirilə bilər.

Sinopsis SaberRDBMS və batareya paketinin dizaynı və inkişafı ilə maraqlanan mühəndisləri gücləndirmək üçün geniş elektrik, rəqəmsal, idarəetmə və istilik hidravlik model kitabxanaları təklif edir.Bir çox elektron cihaz və müxtəlif batareya kimya növləri üçün əsas məlumat cədvəli xüsusiyyətlərindən və ölçmə əyrilərindən tez modellər yaratmaq üçün alətlər mövcuddur.Statistik, gərginlik və nasazlıq təhlilləri ümumi BMS etibarlılığını təmin etmək üçün sərhəd əraziləri də daxil olmaqla əməliyyat bölgəsinin spektrləri üzrə yoxlamaya imkan verir.Bundan əlavə, istifadəçilərə layihəni sürətlə başlamağa və simulyasiyadan lazım olan cavablara tez çatmağa imkan verən bir çox dizayn nümunələri təklif olunur.