Unsa ang Sistema sa Pagdumala sa Baterya?

Kahubitan

Ang sistema sa pagdumala sa baterya (BMS) mao ang teknolohiya nga gipahinungod sa pagdumala sa usa ka pack sa baterya, nga usa ka asembliya sa mga selyula sa baterya, nga gi-organisa nga elektrikal sa usa ka laray x column matrix configuration aron mahatagan ang gipunting nga range sa boltahe ug kasamtangan sa usa ka gidugayon sa panahon batok gipaabot nga mga senaryo sa pagkarga.Ang pagdumala nga gihatag sa usa ka BMS kasagaran naglakip sa:

• Pag-monitor sa baterya
• Paghatag proteksyon sa baterya
• Pagbanabana sa kahimtang sa operasyon sa baterya
• Padayon nga pag-optimize sa performance sa baterya
• Pagreport sa kahimtang sa operasyon sa mga eksternal nga aparato

Dinhi, ang termino nga "baterya" nagpasabot sa tibuok nga pakete;bisan pa, ang mga function sa pagmonitor ug pagkontrol espesipikong gipadapat sa indibidwal nga mga selyula, o mga grupo sa mga selyula nga gitawag nga mga module sa kinatibuk-ang asembliya sa baterya.Ang Lithium-ion rechargeable nga mga selyula adunay labing taas nga densidad sa enerhiya ug mao ang sukaranan nga kapilian alang sa mga pakete sa baterya alang sa daghang mga produkto sa konsumedor, gikan sa mga laptop hangtod sa mga de-koryenteng salakyanan.Samtang maayo ang ilang performance, mahimo silang dili mapasayloon kung gipalihok sa gawas sa usa ka kasagarang hugot nga luwas nga operating area (SOA), nga adunay mga sangputanan gikan sa pagkompromiso sa performance sa baterya hangtod sa peligro nga mga sangputanan.Ang BMS siguradong adunay usa ka mahagiton nga paghulagway sa trabaho, ug ang kinatibuk-ang pagkakomplikado ug pagdumala sa outreach mahimong mosangkap sa daghang mga disiplina sama sa elektrikal, digital, kontrol, thermal, ug hydraulic.

Giunsa Naglihok ang mga Sistema sa Pagdumala sa Baterya?

Ang mga sistema sa pagdumala sa baterya walay usa ka piho o talagsaon nga hugpong sa mga sumbanan nga kinahanglan gamiton.Ang sakup sa disenyo sa teknolohiya ug gipatuman nga mga bahin sa kasagaran adunay kalabotan sa:

• Ang gasto, pagkakomplikado, ug gidak-on sa battery pack
• Paggamit sa baterya ug bisan unsang kahilwasan, gitas-on sa kinabuhi, ug mga kabalaka sa warranty
• Ang mga kinahanglanon sa sertipikasyon gikan sa lainlaing mga regulasyon sa gobyerno kung diin ang mga gasto ug mga silot labi ka hinungdanon kung ang dili igo nga mga lakang sa kaluwasan sa pag-andar gihimo

Adunay daghang mga bahin sa disenyo sa BMS, nga adunay pagdumala sa proteksyon sa pack sa baterya ug pagdumala sa kapasidad nga duha ka hinungdanon nga bahin.Atong hisgotan kon sa unsang paagi kining duha ka bahin nagtrabaho dinhi.Ang pagdumala sa proteksyon sa battery pack adunay duha ka importanteng arena: proteksyon sa elektrisidad, nga nagpasabot sa dili pagtugot sa baterya nga madaot pinaagi sa paggamit sa gawas sa SOA niini, ug thermal protection, nga naglakip sa passive ug/o aktibong pagkontrol sa temperatura aron mamentinar o madala ang pakete ngadto sa SOA niini.

Pagpanalipod sa Pagdumala sa Elektrisidad: Karon

Ang pag-monitor sa battery pack nga kasamtangan ug mga boltahe sa cell o module mao ang dalan sa proteksyon sa elektrisidad.Ang elektrikal nga SOA sa bisan unsang selyula sa baterya gigapos sa kasamtangan ug boltahe.Ang Figure 1 naghulagway sa usa ka tipikal nga lithium-ion cell SOA, ug ang usa ka maayo nga pagkadisenyo nga BMS manalipod sa pack pinaagi sa pagpugong sa operasyon gawas sa mga marka sa selula sa tiggama.Sa daghang mga kaso, ang dugang nga pagkunhod mahimong magamit aron magpuyo sulod sa luwas nga sona sa SOA sa interes nga mapauswag ang dugang nga kinabuhi sa baterya.

Ang mga selula sa lithium-ion adunay lain-laing mga limitasyon sa kasamtangan alang sa pag-charge kay sa pagdiskarga, ug ang duha ka mga mode makadumala sa mas taas nga peak nga mga sulog, bisan sa mubo nga mga panahon.Ang mga tiggama sa cell sa baterya kasagaran nagtakda sa labing taas nga padayon nga pag-charge ug pag-discharge sa kasamtangan nga mga limitasyon, kauban ang peak nga pag-charge ug pagdiskarga sa kasamtangan nga mga limitasyon.Ang usa ka BMS nga naghatag karon nga proteksyon sigurado nga magamit ang labing taas nga padayon nga sulud.Bisan pa, kini mahimong mag-una sa pag-asoy sa usa ka kalit nga pagbag-o sa mga kondisyon sa pagkarga;pananglitan, ang kalit nga pagpatulin sa usa ka electric vehicle.Ang usa ka BMS mahimong maglakip sa peak current monitoring pinaagi sa pag-integrate sa kasamtangan ug pagkahuman sa delta time, pagdesisyon nga pakunhuran ang anaa nga kasamtangan o aron mabalda ang pack current sa hingpit.Gitugotan niini ang BMS nga makaangkon og hapit dayon nga pagkasensitibo sa grabe nga karon nga mga taluktok, sama sa usa ka kahimtang sa short-circuit nga wala nakakuha sa atensyon sa bisan unsang mga fuse sa residente, apan mapasayloon usab sa taas nga mga panginahanglanon sa taas, basta dili kini sobra sa sobra. dugay.

Pagpanalipod sa Pagdumala sa Elektrisidad: Boltahe

Ang Figure 2 nagpakita nga ang usa ka lithium-ion cell kinahanglan nga molihok sulod sa usa ka piho nga range sa boltahe.Kini nga mga utlanan sa SOA sa katapusan matino pinaagi sa intrinsic chemistry sa pinili nga lithium-ion cell ug ang temperatura sa mga selula sa bisan unsang panahon.Dugang pa, tungod kay ang bisan unsang pack sa baterya makasinati usa ka hinungdanon nga kantidad sa karon nga pagbisikleta, pag-discharge tungod sa mga panginahanglanon sa pagkarga ug pag-charge gikan sa lainlaing mga gigikanan sa enerhiya, kini nga mga limitasyon sa boltahe sa SOA sagad nga gipugngan aron ma-optimize ang kinabuhi sa baterya.Kinahanglan mahibal-an sa BMS kung unsa kini nga mga limitasyon ug magmando sa mga desisyon base sa kaduol niini nga mga sukaranan.Pananglitan, sa dihang nagkaduol na sa taas nga boltahe nga limitasyon, ang usa ka BMS mahimong mohangyo sa usa ka hinay-hinay nga pagkunhod sa pag-charge sa kasamtangan, o mahimong mohangyo sa pag-charge sa kasamtangan nga hunongon sa hingpit kon ang limitasyon maabot.Bisan pa, kini nga limitasyon kasagaran giubanan sa dugang nga intrinsic nga boltahe nga hysteresis nga mga konsiderasyon aron mapugngan ang pagkontrol sa chatter bahin sa shutdown threshold.Sa pikas bahin, kung hapit na ang ubos nga limitasyon sa boltahe, ang usa ka BMS mohangyo nga ang yawe nga aktibo nga nakasala nga mga load makunhuran ang ilang mga panginahanglanon karon.Sa kaso sa usa ka de-koryenteng sakyanan, mahimo kini pinaagi sa pagkunhod sa gitugotan nga torque nga magamit sa motor sa traksyon.Siyempre, ang BMS kinahanglan maghimo sa mga konsiderasyon sa kaluwasan alang sa drayber nga labing taas nga prayoridad samtang gipanalipdan ang battery pack aron malikayan ang permanenteng kadaot.

Pagpanalipod sa Thermal Management: Temperatura

Sa kantidad sa nawong, mahimong makita nga ang mga selula sa lithium-ion adunay usa ka halapad nga sakup sa pag-operate sa temperatura, apan ang kinatibuk-ang kapasidad sa baterya mikunhod sa mubu nga temperatura tungod kay ang mga rate sa reaksyon sa kemikal labi ka hinay.Mahitungod sa kapabilidad sa ubos nga temperatura, mas maayo ang ilang performance kaysa lead-acid o NiMh nga mga baterya;bisan pa, ang pagdumala sa temperatura mabinantayon nga kinahanglanon tungod kay ang pag-charge sa ubos sa 0 °C (32 °F) adunay problema sa pisikal.Ang panghitabo sa plating sa metallic lithium mahimong mahitabo sa anode sa panahon sa sub-freezing charging.Kini usa ka permanente nga kadaot ug dili lamang moresulta sa pagkunhod sa kapasidad, apan ang mga selyula mas dali nga mapakyas kung mapailalom sa vibration o uban pang mga kahimtang nga makapaguol.Ang BMS makakontrol sa temperatura sa battery pack pinaagi sa pagpainit ug pagpabugnaw.

Ang natuman nga pagdumala sa thermal hingpit nga nagdepende sa gidak-on ug gasto sa pack sa baterya ug mga katuyoan sa pasundayag, pamatasan sa disenyo sa BMS, ug yunit sa produkto, nga mahimong maglakip sa konsiderasyon sa gipunting nga geographic nga rehiyon (eg Alaska kumpara sa Hawaii).Bisan unsa pa ang klase sa heater, sa kasagaran mas epektibo ang pagkuha sa enerhiya gikan sa usa ka eksternal nga gigikanan sa kuryente sa AC, o usa ka alternatibo nga residente nga baterya nga gitumong sa pag-operate sa heater kung gikinahanglan.Bisan pa, kung ang electric heater adunay gamay nga karon nga draw, ang enerhiya gikan sa panguna nga pakete sa baterya mahimo’g makuha aron mapainit ang kaugalingon.Kung ang usa ka thermal hydraulic nga sistema gipatuman, unya ang usa ka electric heater gigamit sa pagpainit sa coolant nga gibomba ug giapod-apod sa tibuuk nga pack assembly.

Ang mga inhenyero sa disenyo sa BMS sa walay duhaduha adunay mga limbong sa ilang patigayon sa disenyo aron matulo ang enerhiya sa kainit ngadto sa pakete.Pananglitan, ang lainlaing mga elektroniko sa kuryente sa sulod sa BMS nga gipahinungod sa pagdumala sa kapasidad mahimong ma-on.Bisan kung dili ingon ka episyente sama sa direkta nga pagpainit, mahimo kini nga magamit bisan unsa pa.Ang pagpabugnaw labi ka hinungdanon aron maminusan ang pagkawala sa pasundayag sa usa ka pakete sa baterya sa lithium-ion.Pananglitan, tingali ang gihatag nga baterya naglihok nga maayo sa 20 °C;kon ang pack temperatura mosaka ngadto sa 30°C, ang performance efficiency niini mahimong mokunhod sa kutob sa 20%.Kung ang pack padayon nga gi-charge ug gi-recharge sa 45 ° C (113 ° F), ang pagkawala sa pasundayag mahimong mosaka sa usa ka dako nga 50%.Ang kinabuhi sa baterya mahimo usab nga mag-antus gikan sa wala pa sa panahon nga pagkatigulang ug pagkadaot kung padayon nga maladlad sa sobra nga pagmugna sa kainit, labi na sa panahon sa paspas nga pag-charge ug pagdiskarga.Ang pagpabugnaw kasagarang makab-ot pinaagi sa duha ka pamaagi, passive o aktibo, ug ang duha ka mga teknik mahimong gamiton.Ang passive cooling nagsalig sa paglihok sa agos sa hangin aron pabugnawan ang baterya.Sa kaso sa usa ka de-koryenteng sakyanan, kini nagpasabot nga kini yano nga naglihok sa dalan.Bisan pa, kini mahimong mas sopistikado kaysa kini makita, tungod kay ang mga sensor sa katulin sa hangin mahimong i-integrate sa estratehikong pag-auto-adjust sa mga deflective air dam aron mapadako ang pag-agos sa hangin.Ang pag-implementar sa usa ka aktibo nga fan nga kontrolado sa temperatura makatabang sa mubu nga tulin o kung ang sakyanan mihunong, apan ang tanan nga mahimo niini mao lamang ang pagpaangay sa pakete sa naglibot nga temperatura sa palibot.Kung adunay usa ka mainit nga adlaw, mahimo’g madugangan ang temperatura sa una nga pakete.Ang thermal hydraulic nga aktibo nga pagpabugnaw mahimong gidisenyo isip usa ka komplementaryong sistema, ug kasagaran naggamit sa ethylene-glycol coolant nga adunay usa ka piho nga ratio sa sagol, nga gipalibot pinaagi sa usa ka electric motor-driven nga bomba pinaagi sa mga tubo/hoses, distribution manifolds, usa ka cross-flow heat exchanger (radiator) , ug cooling plate resident batok sa battery pack assembly.Ang usa ka BMS nag-monitor sa mga temperatura sa tibuok pack, ug nagbukas ug nagsira sa nagkalain-laing mga balbula aron mapadayon ang temperatura sa kinatibuk-ang baterya sulod sa usa ka pig-ot nga range sa temperatura aron masiguro ang labing maayo nga performance sa baterya.

Pagdumala sa Kapasidad

Ang pag-maximize sa kapasidad sa pack sa baterya mahimo nga usa sa labing hinungdanon nga mga bahin sa performance sa baterya nga gihatag sa usa ka BMS.Kung kini nga pagmentinar wala gihimo, ang usa ka battery pack sa katapusan mahimong walay kapuslanan.Ang gamut sa isyu mao nga ang usa ka battery pack nga "stack" (series array of cells) dili hingpit nga managsama ug intrinsically adunay gamay nga lahi nga leakage o self-discharge rates.Ang pagtagas dili usa ka depekto sa pabrika apan usa ka kinaiya sa kemikal sa baterya, bisan kung mahimo kini nga naapektuhan sa istatistika gikan sa gagmay nga mga pagbag-o sa proseso sa paghimo.Sa sinugdan ang usa ka battery pack mahimo nga adunay maayo nga pagkaparehas nga mga selula, apan sa paglabay sa panahon, ang pagkaparehas sa cell-to-cell labi nga nag-us-os, dili lamang tungod sa self-discharge, apan naapektuhan usab gikan sa pag-charge/discharge nga pagbisikleta, pagtaas sa temperatura, ug pagtigulang sa kinatibuk-ang kalendaryo.Sa nasabtan na, hinumdomi sa sayo pa ang diskusyon nga ang mga selula sa lithium-ion maayo kaayo, apan mahimong dili mapasayloon kung gipalihok sa gawas sa usa ka hugot nga SOA.Nahibal-an namon kaniadto ang bahin sa kinahanglan nga proteksyon sa elektrisidad tungod kay ang mga selyula sa lithium-ion dili maayo nga pag-atubang sa sobra nga pag-charge.Sa higayon nga bug-os nga ma-charge, dili na sila makadawat sa bisan unsa nga kasamtangan, ug bisan unsa nga dugang nga enerhiya nga giduso ngadto niini mabalhin sa kainit, uban sa boltahe nga posibling motaas dayon, posible sa peligrosong lebel.Dili kini usa ka himsog nga kahimtang alang sa selyula ug mahimong hinungdan sa permanenteng kadaot ug dili luwas nga mga kondisyon sa pag-opera kung magpadayon kini.

Ang battery pack series cell array mao ang nagtino sa kinatibuk-ang boltahe sa pack, ug ang mismatch tali sa kasikbit nga mga cell nagmugna og dilemma sa pagsulay sa pag-charge sa bisan unsang stack.Gipakita sa Figure 3 kung nganong ingon niini.Kung ang usa adunay usa ka hingpit nga balanse nga hugpong sa mga selyula, ang tanan maayo tungod kay ang matag usa mo-charge sa parehas nga paagi, ug ang pag-charge sa karon mahimong maputol kung ang taas nga 4.0 nga boltahe nga cut-off threshold maabot.Bisan pa, sa dili balanse nga senaryo, ang taas nga selyula makaabut sa limitasyon sa pagsingil sa sayo, ug ang pag-charge sa karon kinahanglan nga tapuson alang sa paa sa wala pa ang ubang mga nagpahiping mga selyula ma-charge sa tibuuk nga kapasidad.

Ang BMS mao ang mga lakang ug gitipigan ang adlaw, o ang baterya pack sa kini nga kaso.Aron ipakita kung giunsa kini molihok, kinahanglan nga ipasabut ang usa ka hinungdanon nga kahulugan.Ang state-of-charge (SOC) sa usa ka cell o module sa usa ka gihatag nga oras proporsyonal sa bayad nga magamit kalabot sa kinatibuk-ang bayad kung hingpit nga na-charge.Busa, ang usa ka baterya nga nagpuyo sa 50% SOC nagpasabot nga kini 50% nga gi-charge, nga susama sa usa ka fuel gauge figure sa merito.Ang pagdumala sa kapasidad sa BMS mahitungod sa pagbalanse sa kausaban sa SOC sa matag stack sa pack assembly.Tungod kay ang SOC dili direkta nga masukod nga gidaghanon, kini mahimong mabanabana pinaagi sa lainlaing mga teknik, ug ang pagbalanse nga laraw mismo sa kasagaran nahulog sa duha ka panguna nga mga kategorya, passive ug aktibo.Adunay daghang mga kalainan sa mga tema, ug ang matag tipo adunay mga bentaha ug disbentaha.Anaa na sa inhenyero sa disenyo sa BMS ang pagdesisyon kung unsa ang labing maayo alang sa gihatag nga pakete sa baterya ug ang aplikasyon niini.Ang passive nga pagbalanse mao ang pinakasayon ​​nga ipatuman, ingon man ang pagpatin-aw sa kinatibuk-ang konsepto sa pagbalanse.Ang passive nga pamaagi nagtugot sa matag cell sa stack nga adunay parehas nga bayad nga kapasidad sama sa labing huyang nga cell.Gamit ang usa ka medyo ubos nga sulog, kini nag-shuttle sa gamay nga kantidad sa enerhiya gikan sa taas nga SOC nga mga selyula sa panahon sa pag-charge sa siklo aron ang tanan nga mga selyula mo-charge sa ilang labing taas nga SOC.Gipakita sa Figure 4 kung giunsa kini nahimo sa BMS.Gimonitor niini ang matag cell ug gigamit ang usa ka transistor switch ug usa ka tukma nga gidak-on nga discharge resistor nga parehas sa matag cell.Sa diha nga ang BMS makamatikod sa usa ka gihatag nga cell nga nagkaduol sa iyang limitasyon sa bayad, kini mogiya sa sobra nga kasamtangan sa palibot niini ngadto sa sunod nga cell sa ubos sa usa ka top-down nga paagi.

Ang mga endpoint sa proseso sa pagbalanse, sa wala pa ug pagkahuman, gipakita sa Figure 5. Sa katingbanan, ang usa ka BMS nagbalanse sa usa ka stack sa baterya pinaagi sa pagtugot sa usa ka cell o module sa usa ka stack nga makita ang usa ka lahi nga pag-charge sa karon kaysa sa pack nga karon sa usa sa mga musunud nga paagi:

• Pagtangtang sa singil gikan sa pinakadaghan nga gikargahan nga mga selyula, nga naghatag sa sulud sa ulo alang sa dugang nga pag-charge sa karon aron malikayan ang sobra nga pag-charge, ug gitugotan ang dili kaayo gi-charge nga mga selyula nga makadawat dugang nga pag-charge karon.
• Ang pag-redirect sa pipila o hapit tanan nga nag-charge nga kasamtangan sa palibot sa labing gi-charge nga mga cell, sa ingon gitugotan ang dili kaayo gi-charge nga mga selyula nga makadawat sa pag-charge sa karon sa mas taas nga gitas-on sa panahon

Mga Uri sa Sistema sa Pagdumala sa Baterya

Ang mga sistema sa pagdumala sa baterya gikan sa yano hangtod sa komplikado ug mahimong modawat sa usa ka halapad nga lainlaing mga teknolohiya aron makab-ot ang ilang panguna nga direktiba sa "pag-atiman sa baterya."Bisan pa, kini nga mga sistema mahimong ma-categorize base sa ilang topology, nga adunay kalabotan kung giunsa kini pag-install ug pag-operate sa mga cell o module sa tibuuk nga pack sa baterya.

Sentralisadong BMS Architecture

Adunay usa ka sentral nga BMS sa asembliya sa pack sa baterya.Ang tanan nga mga pakete sa baterya direkta nga konektado sa sentral nga BMS.Ang istruktura sa usa ka sentralisadong BMS gipakita sa Figure 6. Ang sentralisadong BMS adunay pipila ka mga bentaha.Kini mas compact, ug kini lagmit nga labing ekonomikanhon tungod kay adunay usa ra ka BMS.Bisan pa, adunay mga disbentaha sa usa ka sentralisadong BMS.Tungod kay ang tanan nga mga baterya direkta nga konektado sa BMS, ang BMS nanginahanglan daghang mga pantalan aron makonektar sa tanan nga mga pakete sa baterya.Naghubad kini sa daghang mga wire, kable, mga konektor, ug uban pa sa dagkong mga pakete sa baterya, nga nagpakomplikado sa pag-troubleshoot ug pagmentinar.

Modular nga BMS Topology

Susama sa usa ka sentralisadong pagpatuman, ang BMS gibahin ngadto sa daghang mga duplicated modules, ang matag usa adunay gipahinungod nga bundle sa mga wire ug mga koneksyon sa usa ka kasikbit nga gi-assign nga bahin sa usa ka battery stack.Tan-awa ang Figure 7. Sa pipila ka mga kaso, kini nga mga BMS submodules mahimong magpuyo ubos sa usa ka nag-unang BMS module oversight kansang function mao ang pagmonitor sa status sa mga submodules ug pagpakigsulti sa peripheral nga kagamitan.Salamat sa doble nga modularity, ang pag-troubleshoot ug pagmentinar mas sayon, ug ang extension sa mas dako nga mga battery pack diretso.Ang downside mao ang kinatibuk-ang gasto mao ang gamay nga mas taas, ug adunay mahimo nga doble nga wala magamit nga gamit depende sa aplikasyon.

Primary/Subordinate BMS

Ang konsepto parehas sa modular topology, bisan pa, sa kini nga kaso, ang mga ulipon labi nga gipugngan sa pag-relay lang sa kasayuran sa pagsukod, ug ang agalon gipahinungod sa pag-compute ug pagkontrol, ingon man sa eksternal nga komunikasyon.Busa, samtang sama sa modular nga mga matang, ang mga gasto mahimong mas ubos tungod kay ang pagpaandar sa mga ulipon lagmit nga mas simple, nga lagmit dili kaayo overhead ug mas diyutay nga wala magamit nga mga bahin.

Giapod-apod nga BMS Architecture

Lahi kaayo sa ubang mga topologies, diin ang electronic hardware ug software gisulod sa mga module nga nag-interface sa mga cell pinaagi sa mga bundle sa gilakip nga mga wiring.Ang gipang-apod-apod nga BMS naglakip sa tanang electronic hardware sa control board nga gibutang direkta sa cell o module nga gimonitor.Gipagaan niini ang kadaghanan sa mga kable sa pipila ka mga wire sa sensor ug mga wire sa komunikasyon tali sa kasikbit nga mga module sa BMS.Tungod niini, ang matag BMS mas adunay kaugalingon, ug nagdumala sa mga pagkalkula ug komunikasyon kung gikinahanglan.Bisan pa, bisan pa sa kini nga dayag nga kayano, kini nga hiniusa nga porma naghimo sa pag-troubleshoot ug pagmentinar nga mahimo’g problema, tungod kay kini nagpuyo sa sulod sa usa ka panagsama nga module sa taming.Ang mga gasto lagmit nga mas taas tungod kay adunay daghang mga BMS sa kinatibuk-ang istruktura sa pack sa baterya.

Ang Kamahinungdanon sa mga Sistema sa Pagdumala sa Baterya

Ang andar nga kaluwasan mao ang pinakataas nga importansya sa usa ka BMS.Kini kritikal sa panahon sa pag-charge ug pagdiskarga nga operasyon, aron mapugngan ang boltahe, kasamtangan, ug temperatura sa bisan unsang cell o module nga ubos sa pagdumala sa supervisory gikan sa sobra nga gitakda nga mga limitasyon sa SOA.Kung ang mga limitasyon molapas sa taas nga panahon, dili lamang ang usa ka potensyal nga mahal nga pack sa baterya ang makompromiso, apan ang peligro nga mga kondisyon sa pagdagan sa init mahimong mahitabo.Dugang pa, ang ubos nga boltahe nga limitasyon sa threshold hugot usab nga gibantayan alang sa pagpanalipod sa mga selula sa lithium-ion ug kaluwasan sa pag-andar.Kung ang baterya sa Li-ion magpabilin niining ubos nga boltahe nga estado, ang mga dendrite nga tumbaga sa kadugayan motubo sa anode, nga mahimong moresulta sa taas nga mga rate sa pag-discharge sa kaugalingon ug magpataas sa posible nga mga kabalaka sa kaluwasan.Ang taas nga density sa enerhiya sa mga sistema nga gipadagan sa lithium-ion moabut sa usa ka presyo nga nagbilin gamay nga lugar alang sa sayup sa pagdumala sa baterya.Salamat sa mga BMS, ug mga pagpaayo sa lithium-ion, usa kini sa labing malampuson ug luwas nga mga kemikal sa baterya nga magamit karon.

Ang performance sa battery pack mao ang sunod nga pinakataas nga importante nga feature sa usa ka BMS, ug kini naglakip sa electrical ug thermal management.Aron ma-optimize sa elektrisidad ang kinatibuk-ang kapasidad sa baterya, ang tanan nga mga cell sa pack kinahanglan nga balanse, nga nagpasabut nga ang SOC sa mga kasikbit nga mga cell sa tibuuk nga asembliya gibanabana nga katumbas.Talagsaon kini nga hinungdanon tungod kay dili lamang matuman ang kamahinungdanon nga kapasidad sa baterya, apan makatabang kini nga mapugngan ang kinatibuk-ang pagkadaot ug makunhuran ang mga potensyal nga mga hotspot gikan sa pag-overcharge sa huyang nga mga cell.Ang mga baterya nga lithium-ion kinahanglan nga maglikay sa pag-discharge sa ubos sa ubos nga mga limitasyon sa boltahe, tungod kay kini mahimong moresulta sa mga epekto sa memorya ug dako nga pagkawala sa kapasidad.Ang mga proseso sa electrochemical dali nga maapektuhan sa temperatura, ug ang mga baterya dili eksepsiyon.Kung ang temperatura sa kalikopan moubos, ang kapasidad ug ang magamit nga kusog sa baterya mawala kaayo.Tungod niini, ang usa ka BMS mahimong moapil sa usa ka eksternal nga in-line heater nga nagpuyo sa, ingnon ta, ang liquid cooling system sa usa ka electric vehicle battery pack, o turn-on resident heater plates nga gibutang sa ilawom sa mga module sa usa ka pack nga gilakip sulod sa usa ka helicopter o uban pa. ayroplano.Dugang pa, tungod kay ang pag-charge sa mga bugnaw nga lithium-ion nga mga selula makadaot sa performance sa kinabuhi sa baterya, importante nga unahon una ang temperatura sa baterya nga igo.Kadaghanan sa mga selula sa lithium-ion dili mahimong paspas nga ma-charge kon kini ubos pa sa 5°C ug dili angay nga ma-charge kon kini ubos sa 0°C.Para sa labing maayo nga performance sa panahon sa tipikal nga operational nga paggamit, ang BMS thermal management kanunay nagsiguro nga ang usa ka baterya naglihok sulod sa usa ka pig-ot nga Goldilocks nga rehiyon sa operasyon (eg 30 - 35°C).Kini nanalipod sa performance, nagpasiugda og mas taas nga kinabuhi, ug nagpasiugda sa usa ka himsog, kasaligan nga battery pack.

Ang Mga Kaayohan sa Sistema sa Pagdumala sa Baterya

Usa ka tibuok nga sistema sa pagtipig sa enerhiya sa baterya, nga sagad gitawag nga BESS, mahimong gilangkuban sa napulo, gatusan, o bisan liboan nga mga selula sa lithium-ion nga estratehikong giputos, depende sa aplikasyon.Kini nga mga sistema mahimong adunay rating sa boltahe nga ubos sa 100V, apan mahimong ingon ka taas sa 800V, nga adunay mga sulog sa suplay sa pack gikan sa taas nga 300A o labaw pa.Ang bisan unsang sayop nga pagdumala sa usa ka taas nga boltahe nga pakete mahimong magpahinabog usa ka peligro sa kinabuhi, katalagman nga katalagman.Tungod niini, ang mga BMS hingpit nga kritikal aron masiguro ang luwas nga operasyon.Ang mga benepisyo sa mga BMS mahimong i-summarize ingon sa mosunod.

• Functional nga Kaluwasan.Ipaubos ang mga kamot, alang sa dako nga format nga lithium-ion nga mga pakete sa baterya, kini labi ka mabinantayon ug hinungdanon.Apan bisan ang gagmay nga mga format nga gigamit sa, ingnon ta, mga laptop, nahibal-an nga masunog ug makapahinabog dakong kadaot.Ang personal nga kaluwasan sa mga tiggamit sa mga produkto nga naglakip sa lithium-ion powered system nagbilin ug gamay nga lawak alang sa sayop sa pagdumala sa baterya.
• Gitas-on sa Kinabuhi ug Kasaligan.Ang pagdumala sa proteksyon sa pack sa baterya, elektrikal ug thermal, nagsiguro nga ang tanan nga mga selyula magamit tanan sulod sa gideklarar nga mga kinahanglanon sa SOA.Kini nga delikado nga pagdumala nagsiguro nga ang mga selyula giatiman batok sa agresibo nga paggamit ug paspas nga pag-charge ug pag-discharge sa pagbisikleta, ug dili kalikayan nga moresulta sa usa ka lig-on nga sistema nga mahimo’g maghatag daghang mga tuig nga kasaligan nga serbisyo.
• Performance ug Range.Ang pagdumala sa kapasidad sa pack sa baterya sa BMS, diin gigamit ang pagbalanse sa cell-to-cell aron maparehas ang SOC sa mga kasikbit nga mga cell sa tibuuk nga pack assembly, nagtugot nga matuman ang labing kataas nga kapasidad sa baterya.Kung wala kini nga feature sa BMS nga mag-asoy sa mga kausaban sa self-discharge, charge/discharge nga pagbisikleta, mga epekto sa temperatura, ug kinatibuk-ang pagkatigulang, ang usa ka battery pack sa ngadtongadto mahimong walay kapuslanan.
• Diagnostics, Pagkolekta sa Data, ug External Communication.Ang mga buluhaton sa pagdumala naglakip sa padayon nga pag-monitor sa tanan nga mga cell sa baterya, diin ang data logging mahimong magamit sa iyang kaugalingon alang sa mga diagnostic, apan kanunay nga gitumong sa tahas alang sa pagkuwenta aron mabanabana ang SOC sa tanan nga mga cell sa asembliya.Kini nga impormasyon gigamit alang sa pagbalanse sa mga algorithm, apan sa tingub mahimong i-relay sa gawas nga mga himan ug mga pasundayag aron ipakita ang residential nga enerhiya nga anaa, banabana nga gipaabot nga range o range/lifetime base sa kasamtangan nga paggamit, ug paghatag sa kahimtang sa panglawas sa battery pack.
• Gasto ug Pagkunhod sa Garantiya.Ang pagpaila sa usa ka BMS ngadto sa usa ka BESS makadugang sa gasto, ug ang mga battery pack mahal ug posibleng peligroso.Ang labi ka komplikado sa sistema, mas taas ang mga kinahanglanon sa kaluwasan, nga moresulta sa panginahanglan alang sa dugang nga presensya sa pagdumala sa BMS.Apan ang proteksyon ug preventive nga pagmentinar sa usa ka BMS mahitungod sa functional safety, lifespan ug reliability, performance ug range, diagnostics, ug uban pa naggarantiya nga kini makapaubos sa kinatibuk-ang gasto, lakip ang mga may kalabutan sa warranty.

Mga Sistema sa Pagdumala sa Baterya ug Synopsy

Ang simulation usa ka bililhon nga kaalyado alang sa disenyo sa BMS, labi na kung gigamit sa pagsuhid ug pagsulbad sa mga hagit sa disenyo sulod sa pagpalambo sa hardware, prototyping, ug pagsulay.Uban sa usa ka tukma nga lithium-ion cell nga modelo sa pagdula, ang simulation model sa BMS nga arkitektura mao ang executable specification nga giila ingon nga ang virtual prototype.Dugang pa, ang simulation nagtugot sa walay sakit nga imbestigasyon sa mga variant sa BMS oversight functions batok sa lain-laing battery ug environmental operation scenario.Ang mga isyu sa pagpatuman mahimong madiskubre ug maimbestigahan sa sayo kaayo, nga nagtugot sa pagpauswag sa pasundayag ug pagpaandar sa kaluwasan nga mapamatud-an sa dili pa ipatuman sa tinuod nga prototype sa hardware.Gipamenos niini ang oras sa pag-uswag ug makatabang sa pagsiguro nga ang una nga prototype sa hardware mahimong lig-on.Dugang pa, daghang mga pagsulay sa pag-authenticate, lakip ang labing grabe nga mga senaryo sa kaso, mahimo’g ipahigayon sa BMS ug pack sa baterya kung magamit sa pisikal nga realistiko nga mga aplikasyon nga naka-embed nga sistema.

Synopsys SaberRDnagtanyag daghang mga librarya sa elektrikal, digital, kontrol, ug thermal hydraulic nga modelo aron mahatagan gahum ang mga inhenyero nga interesado sa BMS ug disenyo ug pag-uswag sa baterya pack.Anaa ang mga himan aron dali nga makamugna ang mga modelo gikan sa sukaranan nga mga specs sa datasheet ug mga kurba sa pagsukod alang sa daghang mga elektronik nga aparato ug lainlaing mga klase sa kemikal sa baterya.Ang estadistika, tensiyon, ug mga pag-analisa sa sayup nagtugot sa pag-verify sa tibuok spectrum sa operating nga rehiyon, lakip na ang mga utlanan nga lugar, aron masiguro ang kinatibuk-ang kasaligan sa BMS.Dugang pa, daghang mga pananglitan sa disenyo ang gitanyag aron ang mga tiggamit makasugod sa usa ka proyekto ug dali nga maabot ang mga tubag nga gikinahanglan gikan sa simulation.