Што такое сістэма кіравання батарэяй?

Азначэнне

Сістэма кіравання акумулятарамі (BMS) - гэта тэхналогія, прысвечаная нагляду за акумулятарным блокам, які ўяўляе сабой зборку акумулятарных элементаў, электрычна арганізаваных у канфігурацыі матрыцы радок х слупок, каб забяспечыць зададзены дыяпазон напружання і току на працягу пэўнага часу супраць чаканыя сцэнарыі нагрузкі.Нагляд, які забяспечвае BMS, звычайна ўключае:

• Маніторынг батарэі
• Забеспячэнне абароны батарэі
• Ацэнка працоўнага стану батарэі
• Пастаянная аптымізацыя прадукцыйнасці батарэі
• Справаздача аб працоўным стане на знешнія прылады

Тут тэрмін «акумулятар» мае на ўвазе ўвесь пакет;аднак функцыі маніторынгу і кіравання спецыяльна прымяняюцца да асобных ячэек або груп ячэек, якія называюцца модулямі, у агульным акумулятарным блоку.Літый-іённыя акумулятары маюць самую высокую шчыльнасць энергіі і з'яўляюцца стандартным выбарам для акумулятараў для многіх спажывецкіх тавараў, ад ноўтбукаў да электрамабіляў.Нягледзячы на ​​​​тое, што яны працуюць выдатна, яны могуць быць даволі няўмольнымі, калі іх эксплуатаваць па-за звычайна цеснай бяспечнай рабочай зоны (SOA), з вынікамі, пачынаючы ад пагаршэння прадукцыйнасці батарэі і заканчваючы зусім небяспечнымі наступствамі.BMS, безумоўна, мае складанае службовае апісанне, і яго агульная складанасць і ахоп нагляду могуць ахопліваць мноства дысцыплін, такіх як электрычнае, лічбавае, кантрольнае, цеплавое і гідраўлічнае.

Як працуюць сістэмы кіравання батарэяй?

Сістэмы кіравання акумулятарамі не маюць фіксаванага або ўнікальнага набору крытэрыяў, якія неабходна прыняць.Аб'ём распрацоўкі тэхналогіі і рэалізаваныя функцыі ў цэлым карэлююць з:

• Кошт, складанасць і памер акумулятара
• Прымяненне батарэі і пытанні бяспекі, тэрміну службы і гарантыі
• Патрабаванні да сертыфікацыі ў адпаведнасці з рознымі дзяржаўнымі пастановамі, дзе выдаткі і штрафы маюць першараднае значэнне, калі прымяняюцца недастатковыя меры функцыянальнай бяспекі

Ёсць шмат канструктыўных функцый BMS, прычым дзве важныя функцыі - кіраванне абаронай батарэі і кіраванне ёмістасцю.Тут мы абмяркуем, як працуюць гэтыя дзве функцыі.Кіраванне абаронай акумулятарнага блока мае дзве ключавыя вобласці: электрычная абарона, якая прадугледжвае недапушчэнне пашкоджання батарэі пры выкарыстанні па-за межамі яго SOA, і цеплавая абарона, якая ўключае ў сябе пасіўны і/або актыўны кантроль тэмпературы для падтрымання або прывядзення батарэі ў яго SOA.

Абарона электрычнага кіравання: ток

Маніторынг току акумулятарнага блока і напружання элемента або модуля - гэта шлях да электрычнай абароны.Электрычная SOA любога элемента батарэі звязана з токам і напругай.Малюнак 1 ілюструе тыповую літый-іённую ячэйку SOA, а добра прадуманая BMS абароніць пакет, прадухіляючы працу па-за межамі рэйтынгаў ячэйкі вытворцы.У многіх выпадках для пражывання ў бяспечнай зоне SOA можа быць прыменена дадатковае паніжэнне ў інтарэсах падаўжэння тэрміну службы батарэі.

Літый-іённыя элементы маюць розныя абмежаванні току для зарадкі і для разрадкі, і абодва рэжымы могуць вытрымліваць больш высокія пікавыя токі, хоць і на працягу кароткіх перыядаў часу.Вытворцы акумулятарных элементаў звычайна вызначаюць ліміты максімальнага бесперапыннага току зарадкі і разрадкі, а таксама ліміты пікавага току зарадкі і разрадкі.BMS, які забяспечвае абарону ад току, абавязкова будзе ўжываць максімальны працяглы ток.Аднак гэта можа быць зроблена раней, каб улічыць раптоўнае змяненне ўмоў нагрузкі;напрыклад, рэзкае паскарэнне электрамабіля.BMS можа ўключаць маніторынг пікавага току шляхам інтэграцыі току і часу пасля дэльты, прымаючы рашэнне альбо паменшыць даступны ток, альбо цалкам перапыніць ток пакета.Гэта дазваляе BMS мець амаль імгненную адчувальнасць да экстрэмальных пікаў току, такіх як стан кароткага замыкання, якое не прыцягнула ўвагі ніводнага рэзідэнтнага засцерагальніка, але таксама прабачаць высокія пікавыя нагрузкі, пакуль яны не з'яўляюцца празмернымі. доўгі.

Абарона электрычнага кіравання: напружанне

Малюнак 2 паказвае, што літый-іённы элемент павінен працаваць у пэўным дыяпазоне напружання.Гэтыя межы SOA ў канчатковым рахунку будуць вызначацца ўнутраным хімічным складам абранай літый-іённай ячэйкі і тэмпературай ячэйкі ў любы момант часу.Больш за тое, паколькі любая акумулятарная батарэя адчувае значную колькасць цыклаў току, разрадкі з-за патрабаванняў нагрузкі і зарадкі ад розных крыніц энергіі, гэтыя межы напружання SOA звычайна дадаткова абмежаваныя для аптымізацыі тэрміну службы батарэі.BMS павінна ведаць, што гэта за ліміты, і будзе прымаць рашэнні на аснове блізкасці да гэтых парогаў.Напрыклад, пры набліжэнні да ліміту высокага напружання BMS можа запытаць паступовае зніжэнне зараднага току або можа запытаць поўнае спыненне зараднага току, калі ліміт дасягнуты.Аднак гэта абмежаванне звычайна суправаджаецца дадатковымі меркаваннямі аб гістарэзісе ўласнага напружання, каб прадухіліць балбатню кіравання аб парозе адключэння.З іншага боку, пры набліжэнні да мяжы нізкага напружання BMS запытае, каб ключавыя актыўныя нагрузкі-парушальнікі знізілі свае бягучыя патрабаванні.У выпадку электрычнага транспартнага сродку гэта можа быць зроблена шляхам памяншэння дазволенага крутоўнага моманту, даступнага для цягавага рухавіка.Безумоўна, BMS павінна надаваць найбольшую ўвагу пытанням бяспекі кіроўцы, адначасова абараняючы акумулятар, каб прадухіліць незваротнае пашкоджанне.

Абарона ад цеплавога кіравання: тэмпература

Намінальна можа здацца, што літый-іённыя элементы маюць шырокі тэмпературны дыяпазон, але агульная ёмістасць акумулятара памяншаецца пры нізкіх тэмпературах, таму што хуткасць хімічных рэакцый значна запавольваецца.Што тычыцца здольнасці пры нізкіх тэмпературах, то яны працуюць нашмат лепш, чым свінцова-кіслотныя або NiMH акумулятары;аднак рэгуляванне тэмпературы неабходна разумна, паколькі зарадка пры тэмпературы ніжэй за 0 °C (32 °F) фізічна праблематычная.Падчас зарадкі пры тэмпературы ніжэй замярзання на анодзе можа адбыцца з'ява пакрыцця металічнага літыя.Гэта незваротнае пашкоджанне, якое не толькі прыводзіць да зніжэння ёмістасці, але клеткі становяцца больш уразлівымі да адмовы, калі яны падвяргаюцца вібрацыі або іншым стрэсавым умовам.BMS можа кантраляваць тэмпературу акумулятара шляхам нагрэву і астуджэння.

Рэалізаванае кіраванне тэмпературай цалкам залежыць ад памеру і кошту акумулятарнай батарэі і паказчыкаў прадукцыйнасці, крытэрыяў распрацоўкі BMS і адзінкі прадукту, што можа ўключаць разгляд мэтавага геаграфічнага рэгіёна (напрыклад, Аляска супраць Гаваяў).Незалежна ад тыпу абагравальніка, як правіла, больш эфектыўна атрымліваць энергію ад знешняй крыніцы пераменнага току або альтэрнатыўнай пастаяннай батарэі, прызначанай для працы абагравальніка пры неабходнасці.Аднак, калі электрычны абагравальнік мае сціплы ток, энергію з асноўнага акумулятарнага блока можна адводзіць для самаабагравання.Калі ўкараняецца цеплагідраўлічная сістэма, то для нагрэву цепланосбіта выкарыстоўваецца электрычны награвальнік, які перапампоўваецца і размяркоўваецца па агрэгаце.

Інжынеры-праекціроўшчыкі BMS, несумненна, валодаюць хітрасцямі ў галіне дызайну, каб перадаваць цеплавую энергію ў пакет.Напрыклад, розная сілавая электроніка ўнутры BMS, прызначаная для кіравання магутнасцю, можа быць уключана.Нягледзячы на ​​​​тое, што ён не такі эфектыўны, як прамое ацяпленне, яго можна выкарыстоўваць у любым выпадку.Астуджэнне асабліва важна для мінімізацыі страты прадукцыйнасці літый-іённага акумулятара.Напрыклад, магчыма, дадзены акумулятар аптымальна працуе пры 20°C;калі тэмпература пакета павялічваецца да 30°C, яго эфектыўнасць можа знізіцца на 20%.Калі пакет бесперапынна зараджаецца і перазараджаецца пры тэмпературы 45°C (113°F), страта прадукцыйнасці можа ўзрасці да значных 50%.Тэрмін службы акумулятара таксама можа пацярпець ад заўчаснага старэння і дэградацыі, калі ён пастаянна падвяргаецца ўздзеянню празмернага цяпла, асабліва падчас цыклаў хуткай зарадкі і разрадкі.Астуджэнне звычайна дасягаецца двума метадамі, пасіўным або актыўным, і могуць выкарыстоўвацца абодва метады.Пасіўнае астуджэнне залежыць ад руху патоку паветра для астуджэння батарэі.У выпадку з электрамабілем гэта азначае, што ён проста рухаецца па дарозе.Тым не менш, гэта можа быць больш дасканалым, чым здаецца, паколькі датчыкі хуткасці паветра могуць быць інтэграваныя для стратэгічнай аўтаматычнай рэгулявання адхіляючых паветраных плацін для максімальнага патоку паветра.Укараненне актыўнага вентылятара з рэгуляванай тэмпературай можа дапамагчы на ​​нізкіх хуткасцях або калі транспартны сродак спыніўся, але ўсё, што можа зрабіць, гэта проста выраўнаваць тэмпературу блока з тэмпературай навакольнага асяроддзя.У выпадку пякучага дня гэта можа павысіць пачатковую тэмпературу ўпакоўкі.Тэрмагідраўлічнае актыўнае астуджэнне можа быць распрацавана як дадатковая сістэма і звычайна выкарыстоўвае этыленгліколевы астуджальны сродак з зададзенай прапорцыяй сумесі, які цыркулюе з дапамогай помпы з электрычным рухавіком па трубах/шлангах, размеркавальных калектарах, перакрыжаваным цеплаабменніку (радыятары) , і астуджальная пласціна, якая знаходзіцца насупраць акумулятарнага блока.BMS кантралюе тэмпературу ва ўпакоўцы, а таксама адкрывае і закрывае розныя клапаны для падтрымання тэмпературы ўсёй батарэі ў вузкім дыяпазоне тэмператур для забеспячэння аптымальнай працы батарэі.

Кіраванне ёмістасцю

Максімізацыя ёмістасці акумулятарнага блока, магчыма, з'яўляецца адной з найбольш важных характарыстык прадукцыйнасці батарэі, якую забяспечвае BMS.Калі гэтае абслугоўванне не праводзіцца, акумулятар можа ў канчатковым выніку стаць бескарысным.Корань праблемы ў тым, што «стэк» акумулятарнага блока (серыйны шэраг ячэек) не з'яўляецца ідэальна роўным і па сваёй сутнасці мае некалькі розныя паказчыкі ўцечкі або самаразраду.Уцечка з'яўляецца не дэфектам вытворцы, а характарыстыкай хімічнага складу батарэі, хоць на яе могуць статыстычна паўплываць дробныя змены вытворчага працэсу.Першапачаткова акумулятар можа мець добра падабраныя элементы, але з цягам часу падабенства паміж элементамі яшчэ больш пагаршаецца не толькі з-за самаразраду, але таксама пад уплывам цыклаў зарадкі/разрадкі, падвышанай тэмпературы і агульнага старэння календара.Разумеючы гэта, успомніце ранейшае абмеркаванне таго, што літый-іённыя элементы працуюць цудоўна, але могуць быць даволі няўмольнымі, калі працаваць па-за жорсткай SOA.Раней мы даведаліся аб неабходнасці электрычнай абароны, таму што літый-іённыя элементы дрэнна спраўляюцца з празмернай зарадкай.Пасля поўнай зарадкі яны больш не могуць прымаць ток, і любая дадатковая энергія, якая ўводзіцца ў іх, трансмутуецца ў цяпло, пры гэтым напружанне можа хутка расці, магчыма, да небяспечнага ўзроўню.Гэта не з'яўляецца здаровай сітуацыяй для клеткі і можа прывесці да незваротнага пашкоджання і небяспечных умоў працы, калі гэта працягнецца.

Ячэйка серыі акумулятарнага блока вызначае агульнае напружанне акумулятара, і неадпаведнасць паміж суседнімі элементамі стварае дылему пры спробе зарадзіць любы стос.Малюнак 3 паказвае, чаму гэта так.Калі ёсць ідэальна збалансаваны набор ячэек, усё добра, бо кожная будзе зараджацца аднолькава, і зарадны ток можна адключыць, калі будзе дасягнуты верхні парог адключэння напружання 4,0.Аднак у незбалансаваным сцэнары верхняя клетка рана дасягне ліміту зарада, і зарадны ток павінен быць спынены для ногі, перш чым іншыя ніжнія клеткі будуць зараджаны да поўнай магутнасці.

BMS - гэта тое, што ўмешваецца і ратуе дзень, або акумулятар у дадзеным выпадку.Каб паказаць, як гэта працуе, неабходна растлумачыць ключавое вызначэнне.Ступень зарада (SOC) ячэйкі або модуля ў дадзены момант часу прапарцыйная даступнаму зараду адносна агульнага зарада пры поўнай зарадцы.Такім чынам, акумулятар, які знаходзіцца на 50% SOC, азначае, што ён зараджаны на 50%, што падобна да паказчыка якасці паліва.Кіраванне магутнасцю BMS - гэта збалансаванне змены SOC у кожным стэку ў камплекце.Паколькі SOC не з'яўляецца непасрэдна вымяральнай велічынёй, яго можна ацаніць з дапамогай розных метадаў, а сама балансавая схема звычайна падзяляецца на дзве асноўныя катэгорыі: пасіўную і актыўную.Існуе мноства варыянтаў тэм, і кожны тып мае плюсы і мінусы.Інжынер-канструктар BMS вырашае, што з'яўляецца аптымальным для дадзенага акумулятара і яго прымянення.Пасіўнае балансаванне найбольш простае ў рэалізацыі, а таксама для тлумачэння агульнай канцэпцыі балансавання.Пасіўны метад дазваляе кожнай ячэйцы ў стэку мець такую ​​ж зараджаную ёмістасць, як і самая слабая ячэйка.Выкарыстоўваючы адносна нізкі ток, ён пераводзіць невялікую колькасць энергіі ад вочак з высокім SOC падчас цыкла зарадкі, каб усе элементы зараджаліся да максімальнага SOC.Малюнак 4 паказвае, як гэта дасягаецца BMS.Ён кантралюе кожную ячэйку і выкарыстоўвае транзістарны перамыкач і разрадны рэзістар адпаведнага памеру паралельна кожнай ячэйцы.Калі BMS адчувае, што дадзеная ячейка набліжаецца да ліміту зарада, яна накіроўвае лішні ток вакол яе ў наступную ячэйку ніжэй зверху ўніз.

Канчатковыя кропкі працэсу балансіроўкі да і пасля паказаны на малюнку 5. Падводзячы вынік, BMS балансуе стэк акумулятараў, дазваляючы элементу або модулю ў стэку бачыць ток зарадкі, які адрозніваецца ад току пакета адным з наступных спосабаў:

• Выдаленне зарада з найбольш зараджаных элементаў, што дае запас для дадатковага зараднага току, каб прадухіліць празмерную зарадку, і дазваляе менш зараджаным элементам атрымліваць большы зарадны ток
• Перанакіраванне часткі або амаль усяго зараднага току вакол найбольш зараджаных элементаў, што дазваляе менш зараджаным элементам атрымліваць зарадны ток на працягу больш доўгага часу.

Тыпы сістэм кіравання батарэямі

Сістэмы кіравання акумулятарамі вар'іруюцца ад простых да складаных і могуць ахопліваць шырокі спектр розных тэхналогій для дасягнення сваёй галоўнай дырэктывы "клапаціцца пра акумулятар".Тым не менш, гэтыя сістэмы можна класіфікаваць на аснове іх тапалогіі, якая адносіцца да таго, як яны ўстаноўлены і працуюць на элементах або модулях акумулятара.

Цэнтралізаваная архітэктура BMS

Мае адзін цэнтральны BMS у акумулятарным блоку.Усе акумулятарныя блокі падключаюцца да цэнтральнай BMS непасрэдна.Структура цэнтралізаванай BMS паказана на малюнку 6. Цэнтралізаваная BMS мае некаторыя перавагі.Ён больш кампактны, і, як правіла, самы эканамічны, бо BMS толькі адзін.Аднак ёсць і недахопы цэнтралізаванай BMS.Паколькі ўсе батарэі падлучаны да BMS непасрэдна, BMS патрабуецца шмат партоў для падлучэння да ўсіх акумулятарных блокаў.Гэта прыводзіць да вялікай колькасці правадоў, кабеляў, раздымаў і г.д. у вялікіх акумулятарных блоках, што ўскладняе як пошук непаладак, так і абслугоўванне.

Модульная тапалогія BMS

Падобна цэнтралізаванай рэалізацыі, BMS падзелена на некалькі дубляваных модуляў, кожны з якіх мае спецыяльны пучок правадоў і злучэнні з прылеглай прызначанай часткай стэка батарэй.Глядзіце малюнак 7. У некаторых выпадках гэтыя субмодулі BMS могуць знаходзіцца пад наглядам асноўнага модуля BMS, функцыяй якога з'яўляецца маніторынг стану субмодуляў і сувязь з перыферыйным абсталяваннем.Дзякуючы дубляванай модульнасці, пошук непаладак і тэхнічнае абслугоўванне прасцей, а пашырэнне на батарэі большага памеру простае.Недахопам з'яўляецца тое, што агульныя выдаткі крыху вышэйшыя, і ў залежнасці ад прылажэння могуць быць дубляваныя нявыкарыстаныя функцыі.

Асноўная/падпарадкаваная BMS

Канцэптуальна падобная на модульную тапалогію, аднак у гэтым выпадку падпарадкаваныя прылады больш абмежаваныя толькі перадачай вымяральнай інфармацыі, а галоўны прызначаны для вылічэнняў і кіравання, а таксама для знешняй сувязі.Такім чынам, як і ў модульных тыпаў, выдаткі могуць быць ніжэйшымі, паколькі функцыянальнасць падпарадкаваных, як правіла, больш простая, верагодна, з меншымі накладнымі выдаткамі і меншай колькасцю невыкарыстоўваемых функцый.

Размеркаваная архітэктура BMS

Значна адрозніваецца ад іншых тапалогій, дзе электроннае абсталяванне і праграмнае забеспячэнне заключаны ў модулі, якія ўзаемадзейнічаюць з ячэйкамі праз пучкі далучаных правадоў.Размеркаваная BMS аб'ядноўвае ўсё электроннае абсталяванне на плаце кіравання, размешчанай непасрэдна на ячэйцы або модулі, які кантралюецца.Гэта памяншае асноўную частку кабеляў да некалькіх правадоў датчыкаў і правадоў сувязі паміж суседнімі модулямі BMS.Такім чынам, кожная BMS больш аўтаномная і апрацоўвае вылічэнні і сувязь па меры неабходнасці.Аднак, нягледзячы на ​​ўяўную прастату, гэтая інтэграваная форма сапраўды робіць пошук непаладак і абслугоўванне патэнцыйна праблематычным, паколькі яна знаходзіцца глыбока ўнутры зборкі экранавага модуля.Выдаткі таксама, як правіла, вышэйшыя, паколькі ў агульнай структуры акумулятара больш BMS.

Важнасць сістэм кіравання батарэяй

Функцыянальная бяспека мае вялікае значэнне ў BMS.Вельмі важна падчас зарадкі і разрадкі не дапусціць, каб напруга, ток і тэмпература любой ячэйкі або модуля пад наглядным кантролем перавышалі вызначаныя межы SOA.Калі ліміты перавышаны на працягу доўгага часу, не толькі патэнцыйна дарагі акумулятар парушаецца, але могуць узнікнуць небяспечныя ўмовы цеплавога ўцёку.Больш за тое, ніжнія межы парога напружання таксама строга кантралююцца для абароны літый-іённых элементаў і функцыянальнай бяспекі.Калі літый-іённы акумулятар застаецца ў стане нізкага напружання, дендрыты медзі могуць вырасці на анодзе, што можа прывесці да павышэння хуткасці самаразраду і выклікаць магчымыя праблемы бяспекі.Высокая шчыльнасць энергіі літый-іённых сістэм мае цану, якая пакідае мала месца для памылак у кіраванні батарэяй.Дзякуючы BMS і літый-іённым паляпшэнням, гэта адна з самых паспяховых і бяспечных хімічных батарэй, даступных сёння.

Прадукцыйнасць акумулятарнага блока з'яўляецца наступнай важнай асаблівасцю BMS, і гэта ўключае ў сябе электрычнае і цеплавое кіраванне.Каб электрычна аптымізаваць агульную ёмістасць акумулятара, усе элементы ў пакеце павінны быць збалансаваны, што азначае, што SOC суседніх элементаў ва ўсёй зборцы прыблізна эквівалентныя.Гэта выключна важна, таму што не толькі можа быць рэалізавана аптымальная ёмістасць батарэі, але гэта дапамагае прадухіліць агульную дэградацыю і памяншае патэнцыйныя гарачыя кропкі ад перазарадкі слабых элементаў.Літый-іённыя акумулятары павінны пазбягаць разраду ніжэй нізкага напружання, бо гэта можа прывесці да эфекту памяці і значнай страты ёмістасці.Электрахімічныя працэсы вельмі адчувальныя да тэмпературы, і батарэі не з'яўляюцца выключэннем.Калі тэмпература навакольнага асяроддзя паніжаецца, ёмістасць і даступная энергія батарэі значна зніжаюцца.Такім чынам, BMS можа задзейнічаць знешні ўбудаваны абагравальнік, які знаходзіцца, скажам, у сістэме вадкаснага астуджэння акумулятара электрычнага транспартнага сродку, або ўключаць рэзідэнтныя абагравальныя пласціны, якія ўсталёўваюцца пад модулямі блока, убудаванага ў верталёт ці інш. самалёт.Акрамя таго, паколькі зарадка лядоўняў літый-іённых элементаў шкодзіць тэрміну службы батарэі, важна спачатку значна павысіць тэмпературу батарэі.Большасць літый-іённых элементаў нельга хутка зараджаць пры тэмпературы ніжэй за 5°C і наогул не варта зараджаць пры тэмпературы ніжэй за 0°C.Для дасягнення аптымальнай прадукцыйнасці падчас звычайнага эксплуатацыйнага выкарыстання сістэма кіравання тэмпературай BMS часта гарантуе, што акумулятар працуе ў вузкім працоўным рэгіёне (напрыклад, 30 – 35°C).Гэта забяспечвае прадукцыйнасць, падаўжае тэрмін службы і забяспечвае здаровы і надзейны акумулятар.

Перавагі сістэм кіравання батарэямі

Уся сістэма захоўвання энергіі акумулятара, якую часта называюць BESS, можа складацца з дзясяткаў, сотняў ці нават тысяч літый-іённых элементаў, стратэгічна спакаваных разам, у залежнасці ад прымянення.Гэтыя сістэмы могуць мець намінальнае напружанне менш за 100 В, але могуць дасягаць 800 В з сілай току сілкавання пакета да 300 А і больш.Любое няправільнае кіраванне блокам высокага напружання можа выклікаць небяспечную для жыцця катастрафічную катастрофу.Такім чынам, BMS з'яўляюцца абсалютна важнымі для забеспячэння бяспечнай працы.Перавагі BMS можна абагульніць наступным чынам.

• Функцыянальная бяспека.Несумненна, для літый-іённых батарэй вялікага фармату гэта асабліва разумна і важна.Але вядома, што нават меншыя фарматы, якія выкарыстоўваюцца, скажам, у ноўтбуках, загараюцца і наносяць велізарную шкоду.Асабістая бяспека карыстальнікаў прадуктаў, якія ўключаюць літый-іённыя сістэмы харчавання, пакідае мала месца для памылак у кіраванні батарэяй.
• Працягласць жыцця і надзейнасць.Кіраванне абаронай батарэі, электрычнай і цеплавой, гарантуе, што ўсе элементы выкарыстоўваюцца ў адпаведнасці з заяўленымі патрабаваннямі SOA.Гэты дэлікатны нагляд забяспечвае абарону элементаў ад агрэсіўнага выкарыстання і хуткай зарадкі і разрадкі, што непазбежна прыводзіць да стабільнай сістэмы, якая патэнцыйна будзе забяспечваць шматгадовую надзейную працу.
• Прадукцыйнасць і дыяпазон.Кіраванне ёмістасцю акумулятарнага блока BMS, пры якім выкарыстоўваецца балансаванне паміж ячэйкамі для выраўноўвання SOC суседніх ячэек ва ўсім блоку, дазваляе рэалізаваць аптымальную ёмістасць батарэі.Без гэтай функцыі BMS для ўліку варыяцый самаразраду, цыклаў зарада/разраду, тэмпературных эфектаў і агульнага старэння акумулятар можа ў канчатковым выніку стаць бескарысным.
• Дыягностыка, збор даных і знешняя сувязь.Задачы кантролю ўключаюць бесперапынны маніторынг усіх элементаў акумулятара, дзе рэгістрацыя даных можа выкарыстоўвацца сама па сабе для дыягностыкі, але часта прызначана для задачы вылічэння для ацэнкі SOC усіх элементаў у зборцы.Гэтая інфармацыя выкарыстоўваецца для алгарытмаў балансавання, але ў сукупнасці можа перадавацца на знешнія прылады і дысплэі, каб паказаць даступную рэзідэнтную энергію, ацаніць чаканы дыяпазон або дыяпазон/працягласць на аснове бягучага выкарыстання і вызначыць стан акумулятарнай батарэі.
• Зніжэнне кошту і гарантыі.Увядзенне BMS у BESS павялічвае выдаткі, а акумулятарныя блокі дарагія і патэнцыйна небяспечныя.Чым больш складаная сістэма, тым больш высокія патрабаванні да бяспекі, што прыводзіць да неабходнасці больш прысутнасці нагляду BMS.Але абарона і прафілактычнае абслугоўванне BMS адносна функцыянальнай бяспекі, працягласці жыцця і надзейнасці, прадукцыйнасці і радыусу дзеяння, дыягностыкі і г.д. гарантуе, што гэта знізіць агульныя выдаткі, у тым ліку звязаныя з гарантыяй.

Сістэмы кіравання батарэямі і Synopsys

Мадэляванне з'яўляецца каштоўным саюзнікам для праектавання BMS, асабліва калі яно прымяняецца для вывучэння і вырашэння задач праектавання ў рамках распрацоўкі абсталявання, стварэння прататыпаў і тэсціравання.З дакладнай мадэллю літый-іённай ячэйкі ў гульні імітацыйная мадэль архітэктуры BMS з'яўляецца выканальнай спецыфікацыяй, прызнанай віртуальным прататыпам.Акрамя таго, мадэляванне дазваляе бязбольна даследаваць варыянты функцый нагляду BMS у параўнанні з рознымі сцэнарыямі працы акумулятара і навакольнага асяроддзя.Праблемы з укараненнем можна выявіць і даследаваць вельмі рана, што дазваляе праверыць прадукцыйнасць і функцыянальную бяспеку перад укараненнем на рэальным апаратным прататыпе.Гэта скарачае час распрацоўкі і дапамагае гарантаваць, што першы апаратны прататып будзе надзейным.Акрамя таго, многія тэсты аўтэнтыфікацыі, у тым ліку найгоршыя сцэнары, могуць быць праведзены BMS і акумулятара пры выкананні ў фізічна рэалістычных убудаваных сістэмных прыкладаннях.

Сінопсіс SaberRDпрапануе шырокія бібліятэкі мадэляў электрычных, лічбавых, кантрольных і цеплавых гідраўлічных мадэляў для пашырэння магчымасцей інжынераў, зацікаўленых у праектаванні і распрацоўцы BMS і акумулятарных блокаў.Даступныя інструменты для хуткай генерацыі мадэляў на аснове асноўных характарыстык і крывых вымярэнняў для многіх электронных прылад і розных тыпаў хімічных батарэй.Статыстычны аналіз, аналіз нагрузак і няспраўнасцяў дазваляюць правяраць усе спектры працоўнай вобласці, уключаючы памежныя вобласці, каб забяспечыць агульную надзейнасць BMS.Акрамя таго, прапануецца мноства прыкладаў дызайну, якія дазваляюць карыстальнікам хутка пачаць праект і хутка знайсці неабходныя адказы ў выніку мадэлявання.