Mi az akkukezelő rendszer?

Meghatározás

A Battery Management System (BMS) az akkumulátor felügyeletére szolgáló technológia, amely akkumulátorcellákból álló szerelvény, elektromosan sor x oszlop mátrix konfigurációba rendezve, hogy lehetővé tegye a célzott feszültség- és áramtartomány biztosítását egy bizonyos ideig. várható terhelési forgatókönyvek.A BMS által biztosított felügyelet általában a következőket tartalmazza:

• Az akkumulátor figyelése
• Az akkumulátor védelmét biztosítja
• Az akkumulátor üzemállapotának becslése
• Az akkumulátor teljesítményének folyamatos optimalizálása
• Az üzemállapot jelentése külső eszközöknek

Itt az „akkumulátor” kifejezés a teljes csomagot jelenti;a felügyeleti és vezérlési funkciók azonban kifejezetten az egyes cellákra vagy a teljes akkumulátoregység-egységben moduloknak nevezett cellacsoportokra vonatkoznak.A lítium-ion újratölthető cellák a legnagyobb energiasűrűséggel rendelkeznek, és számos fogyasztói termék akkumulátorcsomagjának alapfelszereltségét jelentik, a laptopoktól az elektromos járművekig.Noha kiválóan teljesítenek, meglehetősen könyörtelenek lehetnek, ha egy általánosan szűk, biztonságos működési területen (SOA) kívül üzemeltetik őket, ami az akkumulátor teljesítményének romlásától a veszélyes következményekig terjed.A BMS minden bizonnyal kihívást jelentő munkaköri leírással rendelkezik, és általános összetettsége és felügyeleti hatóköre számos tudományterületre kiterjedhet, például elektromos, digitális, vezérlési, termikus és hidraulikus.

Hogyan működnek az akkumulátorkezelő rendszerek?

Az akkumulátorkezelő rendszereknek nincs rögzített vagy egyedi kritériumkészlete, amelyet kötelezően alkalmazni kell.A technológia tervezési hatóköre és a megvalósított jellemzők általában a következőkhöz kapcsolódnak:

• Az akkumulátorcsomag költségei, összetettsége és mérete
• Az akkumulátor alkalmazása és minden biztonsági, élettartam- és garanciális szempont
• Különböző kormányrendeletek tanúsítási követelményei, ahol a költségek és a büntetések a legfontosabbak, ha nem megfelelő funkcionális biztonsági intézkedések vannak érvényben

A BMS-nek számos tervezési jellemzője van, amelyek közül az akkumulátorcsomag-védelem és a kapacitáskezelés két alapvető jellemző.Itt megvitatjuk, hogyan működik ez a két funkció.Az akkumulátorcsomag-védelem kezelésének két kulcsfontosságú területe van: az elektromos védelem, amely azt jelenti, hogy nem engedi megsérülni az akkumulátort a SOA-n kívüli használat miatt, és a hővédelem, amely passzív és/vagy aktív hőmérséklet-szabályozást foglal magában, hogy fenntartsa vagy bevigye a csomagot a SOA-ba.

Elektromos vezetés védelem: Áram

Az akkumulátor egység áramának és a cellák vagy modulok feszültségének figyelése az elektromos védelemhez vezető út.Bármely akkumulátorcella elektromos SOA-ja áramhoz és feszültséghez kötődik.Az 1. ábra egy tipikus lítium-ion cellás SOA-t szemléltet, és egy jól megtervezett BMS védi a csomagot azáltal, hogy megakadályozza a gyártó által megadott cellákon kívüli működést.Sok esetben további leértékelés alkalmazható a SOA biztonságos zónán belüli tartózkodásra az akkumulátor élettartamának növelése érdekében.

A lítium-ion cellák áramkorlátai eltérőek a töltésnél, mint a kisütésnél, és mindkét mód képes nagyobb csúcsáramokat kezelni, bár rövid ideig.Az akkumulátorcella-gyártók általában maximális folyamatos töltési és kisütési áramkorlátokat határoznak meg, valamint a csúcstöltési és kisütési áramkorlátokat.Az áramvédelmet biztosító BMS minden bizonnyal maximális folyamatos áramot alkalmaz.Ezt azonban megelőzheti a terhelési feltételek hirtelen megváltozása;például egy elektromos jármű hirtelen gyorsulása.A BMS magában foglalhatja a csúcsáram figyelését az áram integrálásával és a delta idő után, úgy döntve, hogy csökkenti a rendelkezésre álló áramot, vagy teljesen megszakítja a csomagáramot.Ez lehetővé teszi a BMS-nek, hogy szinte azonnali érzékenységgel rendelkezzen a szélsőséges áramcsúcsokra, például olyan rövidzárlatokra, amelyek nem keltették fel a rezidens biztosítékok figyelmét, de elnéző a magas csúcsigényekkel szemben is, mindaddig, amíg azok nem túl nagyok. hosszú.

Elektromos menedzsment védelem: Feszültség

A 2. ábra azt mutatja, hogy a lítium-ion cellának egy bizonyos feszültségtartományon belül kell működnie.Ezeket a SOA-határokat végső soron a kiválasztott lítium-ion cella belső kémiája és a cellák adott időpontban mért hőmérséklete határozza meg.Ezen túlmenően, mivel minden akkumulátorcsomag jelentős áramciklusokat tapasztal, a terhelési igények miatti lemerülés és a különféle energiaforrásokból történő töltés miatt ezek a SOA feszültséghatárok általában tovább korlátozódnak az akkumulátor élettartamának optimalizálása érdekében.A BMS-nek tudnia kell, hogy mik ezek a határértékek, és a küszöbök közelsége alapján fogja meghozni a döntéseket.Például a magas feszültséghatárhoz közeledve a BMS kérheti a töltőáram fokozatos csökkentését, vagy kérheti a töltőáram teljes megszakítását, ha eléri a határt.Ezt a határértéket azonban rendszerint további belső feszültséghiszterézis-megfontolások kísérik, hogy megakadályozzák a leállítási küszöbértékkel kapcsolatos vezérlési fecsegést.Másrészt, amikor az alacsony feszültséghatárhoz közeledik, a BMS kérni fogja, hogy a kulcsfontosságú aktív sértő terhelések csökkentsék az aktuális igényeket.Elektromos jármű esetében ez a vontatómotor számára rendelkezésre álló megengedett nyomaték csökkentésével valósítható meg.Természetesen a BMS-nek a vezető biztonsági szempontjait kell a legmagasabb prioritásként kezelnie, miközben védi az akkumulátorcsomagot a maradandó károsodás elkerülése érdekében.

Hőkezelési védelem: Hőmérséklet

Névértékben úgy tűnhet, hogy a lítium-ion cellák hőmérsékleti tartománya széles, de az akkumulátor teljes kapacitása alacsony hőmérsékleten csökken, mivel a kémiai reakció sebessége jelentősen lelassul.Ami az alacsony hőmérsékleten való képességet illeti, sokkal jobban teljesítenek, mint az ólom-savas vagy NiMh akkumulátorok;a hőmérséklet-szabályozás azonban körültekintően fontos, mivel a töltés 0 °C (32 °F) alatt fizikailag problémás.A fémes lítium bevonatának jelensége az anódon jelentkezhet a fagyás alatti töltés során.Ez maradandó károsodás, és nem csak a kapacitás csökkenését eredményezi, hanem a sejtek sebezhetőbbek a meghibásodásokkal szemben, ha vibrációnak vagy más stresszes körülményeknek vannak kitéve.A BMS képes szabályozni az akkumulátor hőmérsékletét fűtéssel és hűtéssel.

A megvalósult hőkezelés teljes mértékben az akkumulátor méretétől és költségétől, valamint a teljesítménycéloktól, a BMS tervezési kritériumaitól és a termékegységtől függ, amely magában foglalhatja a megcélzott földrajzi régió figyelembevételét (pl. Alaszka és Hawaii).Függetlenül a fűtőelem típusától, általában hatékonyabb külső váltakozó áramú áramforrásból vagy alternatív akkumulátorból nyerni, amely a fűtőelemet szükség esetén működteti.Ha azonban az elektromos fűtőelemnek szerény áramfelvétele van, az elsődleges akkumulátorcsomagból származó energia elszívható, hogy felmelegítse magát.Ha termikus hidraulikus rendszert alkalmaznak, akkor elektromos fűtőberendezést használnak a hűtőfolyadék felmelegítésére, amelyet szivattyúznak és elosztanak a csomagszerelvényben.

A BMS tervezőmérnökeinek kétségtelenül megvannak a tervezői szakmájuk trükkjei, hogy hőenergiát csepegtessenek a csomagba.Például a BMS-en belül a kapacitáskezelésre szánt különféle teljesítményelektronikákat be lehet kapcsolni.Bár nem olyan hatékony, mint a közvetlen fűtés, ettől függetlenül kihasználható.A hűtés különösen fontos a lítium-ion akkumulátorcsomag teljesítményveszteségének minimalizálása érdekében.Például talán egy adott akkumulátor 20°C-on működik optimálisan;ha a csomagolás hőmérséklete 30°C-ra emelkedik, a teljesítménye akár 20%-kal is csökkenhet.Ha a csomagot folyamatosan töltik és újratöltik 45°C-on (113°F), a teljesítményveszteség akár 50%-ra is emelkedhet.Az akkumulátor élettartama az idő előtti öregedéstől és romlástól is szenvedhet, ha folyamatosan túlzott hőtermelésnek van kitéve, különösen a gyors töltési és kisütési ciklusok során.A hűtés általában két módszerrel történik, passzív vagy aktív, és mindkét technika alkalmazható.A passzív hűtés a légáramlás mozgásán alapul, hogy hűtse az akkumulátort.Egy elektromos jármű esetében ez azt jelenti, hogy egyszerűen halad az úton.Előfordulhat azonban, hogy kifinomultabb, mint amilyennek látszik, mivel a légsebesség-érzékelőket be lehet építeni az eltérítő léggátak stratégiai automatikus beállításához a légáramlás maximalizálása érdekében.Az aktív hőmérséklet-szabályozású ventilátor bevezetése segíthet alacsony fordulatszámon vagy a jármű leállása esetén, de ez csak annyit tesz, hogy kiegyenlíti a csomagot a környező környezeti hőmérséklettel.Perzselő forró napok esetén ez növelheti a csomagolás kezdeti hőmérsékletét.A termikus hidraulikus aktív hűtés kiegészítő rendszerként is kialakítható, és jellemzően meghatározott keverékarányú etilén-glikol hűtőfolyadékot használ, amelyet elektromos motoros szivattyúval keringetnek csöveken/tömlőkön, elosztó-elosztókon, keresztáramú hőcserélőn (radiátoron) keresztül. és a hűtőlemez az akkumulátoregységen található.A BMS figyeli a hőmérsékletet a csomagban, és kinyit és zár különféle szelepeket, hogy az akkumulátor teljes hőmérsékletét szűk hőmérsékleti tartományon belül tartsa az akkumulátor optimális teljesítményének biztosítása érdekében.

Kapacitáskezelés

Az akkumulátor kapacitásának maximalizálása vitathatatlanul az egyik legfontosabb akkumulátor-teljesítmény-funkció, amelyet a BMS nyújt.Ha ezt a karbantartást nem végzi el, az akkumulátor végül használhatatlanná válhat.A probléma gyökere az, hogy az akkumulátorcsomag „kötege” (soros cellák) nem teljesen egyforma, és alapvetően kissé eltérő szivárgási vagy önkisülési arányokkal rendelkezik.A szivárgás nem a gyártó hibája, hanem az akkumulátor kémiai jellemzői, bár statisztikailag befolyásolhatják a gyártási folyamat apróbb változásai.Kezdetben az akkumulátorcsomag jól illeszkedő cellákkal rendelkezhet, de idővel a cellák közötti hasonlóság tovább romlik, nem csak az önkisülés miatt, hanem a töltés/kisütés ciklusa, a megemelkedett hőmérséklet és az általános naptári öregedés is befolyásolja.Ennek megértésével emlékezzünk vissza arra a korábbi vitára, amely szerint a lítium-ion cellák kiválóan teljesítenek, de meglehetősen könyörtelenek lehetnek, ha szűk SOA-n kívül működtetik őket.Korábban megismertük az elektromos védelem szükségességét, mivel a lítium-ion cellák nem viselik jól a túltöltést.Miután teljesen feltöltötték, nem tudnak több áramot fogadni, és a beléjük nyomott további energia hő hatására átalakul, és a feszültség gyorsan, esetleg veszélyes szintre emelkedik.Ez nem egészséges helyzet a sejt számára, és maradandó károsodást és nem biztonságos működési feltételeket okozhat, ha folytatódik.

Az akkumulátorcsomag-sorozat cellatömbje határozza meg a teljes csomagfeszültséget, és a szomszédos cellák közötti eltérés dilemmát okoz, amikor megpróbálja feltölteni a köteget.A 3. ábra mutatja, hogy miért van ez így.Ha egy tökéletesen kiegyensúlyozott cellakészlettel rendelkezik, akkor minden rendben van, mivel mindegyik azonos módon töltődik, és a töltőáram lekapcsolható, ha eléri a felső 4,0 feszültség-lekapcsolási küszöböt.Kiegyensúlyozatlan forgatókönyv esetén azonban a felső cella korán eléri töltési határát, és a töltőáramot meg kell szakítani a lábhoz, mielőtt a többi mögöttes cellát teljes kapacitással feltöltenék.

A BMS az, ami közbelép, és megmenti a napot, vagy ebben az esetben az akkumulátorcsomagot.Annak bemutatásához, hogyan működik ez, el kell magyarázni egy kulcsfontosságú definíciót.Egy cella vagy modul töltöttségi állapota (SOC) egy adott időpontban arányos a teljes töltöttséghez viszonyítva elérhető töltéssel.Így az 50%-os SOC-n lévő akkumulátor azt jelenti, hogy 50%-ra van feltöltve, ami hasonló az üzemanyagszint-mutató értékéhez.A BMS-kapacitás-kezelés lényege, hogy kiegyensúlyozza az SOC változásait a csomagszerelvény egyes veremeiben.Mivel a SOC nem egy közvetlenül mérhető mennyiség, különböző technikákkal megbecsülhető, és maga a kiegyenlítő séma általában két fő kategóriába sorolható, a passzív és az aktív.A témáknak számos változata létezik, és mindegyik típusnak megvannak az előnyei és hátrányai.A BMS tervező mérnökén múlik, hogy melyik az optimális az adott akkumulátorcsomaghoz és annak alkalmazásához.A passzív kiegyensúlyozás a legkönnyebben megvalósítható, valamint az általános kiegyensúlyozási koncepció magyarázata.A passzív módszer lehetővé teszi, hogy a verem minden cellája ugyanolyan töltött kapacitással rendelkezzen, mint a leggyengébb cella.Viszonylag alacsony áramerősséggel kis mennyiségű energiát transzportál a magas SOC cellákból a töltési ciklus során, így az összes cella a maximális SOC értékre töltődik.A 4. ábra szemlélteti, hogyan valósítja meg ezt a BMS.Felügyeli az egyes cellákat, és mindegyik cellával párhuzamosan egy tranzisztoros kapcsolót és egy megfelelő méretű kisülési ellenállást használ.Amikor a BMS azt érzékeli, hogy egy adott cella megközelíti a töltési határát, felülről lefelé irányítja a körülötte lévő többletáramot a következő cellába.

A kiegyensúlyozási folyamat előtti és utáni végpontjai az 5. ábrán láthatók. Összefoglalva, a BMS kiegyensúlyozza az akkumulátorköteget azáltal, hogy a következő módok egyikén lehetővé teszi egy cella vagy modul számára, hogy a csomag áramától eltérő töltőáramot lásson:

• Töltés eltávolítása a leginkább feltöltött cellákról, ami teret biztosít a további töltőáram számára a túltöltés elkerülése érdekében, és lehetővé teszi, hogy a kevésbé töltött cellák több töltőáramot kapjanak
• A töltőáram egy részének vagy majdnem egészének átirányítása a leginkább töltött cellák köré, ezáltal lehetővé téve, hogy a kevésbé töltött cellák hosszabb ideig kapjanak töltőáramot

Az akkumulátorkezelő rendszerek típusai

Az akkumulátor-felügyeleti rendszerek az egyszerűtől a bonyolultig terjednek, és különféle technológiák széles skáláját ölelhetik fel, hogy elérjék az „akkumulátor gondozására” vonatkozó elsődleges irányelvüket.Ezek a rendszerek azonban kategorizálhatók topológiájuk alapján, amely a telepítésükhöz és az akkumulátorcsomag celláin vagy moduljain való működésükhöz kapcsolódik.

Központosított BMS architektúra

Egy központi BMS-sel rendelkezik az akkumulátoregységben.Az összes akkumulátorcsomag közvetlenül csatlakozik a központi BMS-hez.A központosított BMS felépítése a 6. ábrán látható. A központosított BMS-nek van néhány előnye.Kompaktabb, és általában ez a leggazdaságosabb, mivel csak egy BMS van.A központosított BMS-nek azonban vannak hátrányai.Mivel az összes akkumulátor közvetlenül csatlakozik a BMS-hez, a BMS-nek sok portra van szüksége ahhoz, hogy az összes akkumulátorcsomaghoz csatlakozzon.Ez sok vezetéket, kábelezést, csatlakozót stb. jelent nagy akkumulátorcsomagokban, ami megnehezíti a hibaelhárítást és a karbantartást egyaránt.

Moduláris BMS topológia

A központosított megvalósításhoz hasonlóan a BMS több duplikált modulra van felosztva, amelyek mindegyike külön vezetékköteggel és csatlakozásokkal rendelkezik az akkumulátorköteg szomszédos hozzárendelt részéhez.Lásd a 7. ábrát. Bizonyos esetekben ezek a BMS-almodulok egy elsődleges BMS-modul felügyelete alatt helyezkedhetnek el, amelynek feladata az almodulok állapotának figyelése és a perifériákkal való kommunikáció.A megkettőzött modularitásnak köszönhetően a hibaelhárítás és a karbantartás egyszerűbb, a nagyobb akkumulátorcsomagokra való bővítés pedig egyszerű.Hátránya, hogy az általános költségek valamivel magasabbak, és az alkalmazástól függően előfordulhat, hogy a nem használt funkciók megkettőződnek.

Elsődleges/alárendelt BMS

Elvileg hasonlóan a moduláris topológiához, azonban ebben az esetben a slave-ek inkább csak mérési információk továbbítására korlátozódnak, a master pedig számításra és vezérlésre, valamint külső kommunikációra szolgál.Tehát a moduláris típusokhoz hasonlóan a költségek alacsonyabbak lehetnek, mivel a slave-ek funkcionalitása általában egyszerűbb, valószínűleg kevesebb többletköltséggel és kevesebb kihasználatlan funkcióval.

Elosztott BMS architektúra

Jelentősen eltér a többi topológiától, ahol az elektronikus hardver és szoftver olyan modulokba van beépítve, amelyek csatlakoztatott vezetékkötegeken keresztül kapcsolódnak a cellákhoz.Az elosztott BMS magában foglalja az összes elektronikus hardvert egy vezérlőkártyán, amely közvetlenül a megfigyelt cellán vagy modulon van elhelyezve.Ez megkönnyíti a kábelezés nagy részét néhány érzékelővezetékre és a szomszédos BMS-modulok közötti kommunikációs vezetékekre.Következésképpen minden BMS önállóbb, és igény szerint kezeli a számításokat és a kommunikációt.Azonban e látszólagos egyszerűség ellenére ez az integrált forma potenciálisan problémássá teszi a hibaelhárítást és a karbantartást, mivel mélyen egy árnyékoló modul-szerelvény belsejében található.A költségek is általában magasabbak, mivel több BMS van az akkumulátorcsomag teljes szerkezetében.

Az akkumulátorkezelő rendszerek jelentősége

A funkcionális biztonság a legfontosabb a BMS-ben.A töltési és kisütési művelet során kritikus fontosságú, hogy a felügyelet alatt álló cellák vagy modulok feszültsége, árama és hőmérséklete ne lépje túl a meghatározott SOA határértékeket.Ha hosszabb ideig túllépik a határértékeket, akkor nem csak egy potenciálisan drága akkumulátor sérülhet, hanem veszélyes hőkiesés is kialakulhat.Ezen túlmenően a lítium-ion cellák védelme és a funkcionális biztonság érdekében az alsó feszültség küszöbértékeket is szigorúan felügyelik.Ha a Li-ion akkumulátor ebben az alacsony feszültségű állapotban marad, rézdendritek nőhetnek fel az anódon, ami megnövekedett önkisülési arányt eredményezhet, és biztonsági aggályokat vethet fel.A lítium-ion hajtású rendszerek nagy energiasűrűsége olyan áron jár, hogy kevés hely marad az akkumulátorkezelési hibáknak.A BMS-eknek és a lítium-ion fejlesztéseknek köszönhetően ez az egyik legsikeresebb és legbiztonságosabb akkumulátor-kémia ma.

Az akkumulátorcsomag teljesítménye a BMS következő legfontosabb jellemzője, és ez magában foglalja az elektromos és hőkezelést.Az akkumulátor teljes kapacitásának elektromos optimalizálása érdekében a csomagban lévő összes cellát ki kell egyensúlyozni, ami azt jelenti, hogy a szomszédos cellák SOC-értéke az összeállítás során megközelítőleg egyenértékű.Ez rendkívül fontos, mert nem csak az optimális akkumulátorkapacitás valósítható meg, hanem segít megelőzni az általános leromlást, és csökkenti a gyenge cellák túltöltéséből adódó potenciális hotspotokat.A lítium-ion akkumulátoroknak kerülniük kell az alacsony feszültséghatár alatti kisülést, mivel ez memóriahatásokat és jelentős kapacitásvesztést okozhat.Az elektrokémiai folyamatok nagyon érzékenyek a hőmérsékletre, és az akkumulátorok sem kivételek.Amikor a környezeti hőmérséklet csökken, a kapacitás és a rendelkezésre álló akkumulátor energia jelentősen csökken.Következésképpen a BMS bekapcsolhat egy külső soros fűtőberendezést, amely például egy elektromos jármű akkumulátorcsomag folyadékhűtő rendszerén található, vagy bekapcsolható rezidens fűtőlemezeket, amelyeket egy helikopterbe vagy más egységbe beépített csomag moduljai alá szerelnek. repülőgép.Ezen túlmenően, mivel a hideg lítium-ion cellák töltése rontja az akkumulátor élettartamát, fontos, hogy először megfelelően megemelje az akkumulátor hőmérsékletét.A legtöbb lítium-ion cellát nem lehet gyorsan feltölteni, ha 5°C alatt van, és egyáltalán nem szabad feltölteni, ha 0°C alatt van.A tipikus üzemi használat során az optimális teljesítmény érdekében a BMS hőkezelés gyakran biztosítja, hogy az akkumulátor egy szűk Goldilocks működési tartományban (pl. 30-35°C) működjön.Ez megőrzi a teljesítményt, elősegíti a hosszabb élettartamot, és elősegíti az egészséges, megbízható akkumulátorcsomagot.

Az akkumulátorkezelő rendszerek előnyei

Egy teljes akkumulátor-energiatároló rendszer, amelyet gyakran BESS-nek is neveznek, az alkalmazástól függően több tíz, száz vagy akár több ezer lítium-ion cellából állhat, amelyek stratégiailag egymásba vannak csomagolva.Ezeknek a rendszereknek a névleges feszültsége kisebb lehet, mint 100 V, de akár 800 V is lehet, a tápáramok pedig akár 300 A-t is elérhetnek.A nagyfeszültségű csomag bármely helytelen kezelése életveszélyes, katasztrófát okozhat.Következésképpen a BMS-ek elengedhetetlenek a biztonságos működés érdekében.A BMS-ek előnyei a következőkben foglalhatók össze.

• Funkcionális biztonság.A nagy formátumú lítium-ion akkumulátorok esetében ez különösen körültekintő és elengedhetetlen.De még a például laptopokban használt kisebb formátumokról is ismert volt, hogy meggyulladnak és óriási károkat okoznak.A lítiumionos rendszereket tartalmazó termékek felhasználóinak személyes biztonsága nem hagy teret az akkumulátorkezelési hibáknak.
• Élettartam és megbízhatóság.Az akkumulátorcsomag elektromos és termikus védelmi kezelése biztosítja, hogy az összes cellát a deklarált SOA-követelményeknek megfelelően használják.Ez a kényes felügyelet biztosítja, hogy a cellák védve legyenek az agresszív használat és a gyors töltési és kisütési ciklusokkal szemben, és elkerülhetetlenül olyan stabil rendszert eredményez, amely potenciálisan sok éven át megbízhatóan szolgál.
• Teljesítmény és hatótáv.A BMS akkumulátorcsomag-kapacitás-menedzsment, ahol a cellák közötti egyensúlyozást alkalmazzák a szomszédos cellák SOC-jének kiegyenlítésére a csomagszerelvényben, lehetővé teszi az optimális akkumulátorkapacitás megvalósítását.E nélkül a BMS-funkció nélkül, amely figyelembe veszi az önkisülés, a töltés/kisütés ciklusának változásait, a hőmérsékleti hatásokat és az általános öregedést, az akkumulátorcsomag végül használhatatlanná válhat.
• Diagnosztika, adatgyűjtés és külső kommunikáció.A felügyeleti feladatok közé tartozik az összes akkumulátorcella folyamatos felügyelete, ahol az adatnaplózás önmagában is felhasználható diagnosztikára, de gyakran az összeállításban található összes cella SOC-jának becslésére szolgáló számítási feladatra szolgál.Ezeket az információkat a kiegyenlítő algoritmusokhoz használják fel, de együttesen továbbíthatók külső eszközökhöz és kijelzőkhöz, hogy jelezzék a rendelkezésre álló állandó energiát, megbecsüljék a várható hatótávolságot vagy tartományt/élettartamot az aktuális használat alapján, és megadják az akkumulátor állapotát.
• Költség- és garanciacsökkentés.A BMS bevezetése a BESS-be költségekkel jár, az akkumulátorcsomagok pedig drágák és potenciálisan veszélyesek.Minél bonyolultabb a rendszer, annál magasabbak a biztonsági követelmények, ami több BMS-felügyeleti jelenlétet eredményez.De a BMS védelme és megelőző karbantartása a funkcionális biztonság, élettartam és megbízhatóság, teljesítmény és hatótávolság, diagnosztika stb. tekintetében garantálja, hogy csökkenti a teljes költségeket, beleértve a garanciával kapcsolatos költségeket is.

Akkumulátorkezelő rendszerek és áttekintések

A szimuláció értékes szövetségese a BMS-tervezésnek, különösen, ha a hardverfejlesztés, prototípus-készítés és tesztelés során felmerülő tervezési kihívások feltárására és kezelésére alkalmazzák.Pontos lítium-ion cellamodellel a BMS architektúra szimulációs modellje a virtuális prototípusként felismert végrehajtható specifikáció.Ezenkívül a szimuláció lehetővé teszi a BMS felügyeleti funkciók változatainak fájdalommentes vizsgálatát különböző akkumulátor- és környezeti működési forgatókönyvek alapján.Az implementációs problémák nagyon korán felfedezhetők és kivizsgálhatók, ami lehetővé teszi a teljesítmény és a funkcionális biztonsági fejlesztések ellenőrzését a valódi hardver prototípuson történő bevezetés előtt.Ez csökkenti a fejlesztési időt, és segít biztosítani, hogy az első hardver prototípus robusztus legyen.Ezenkívül számos hitelesítési teszt, beleértve a legrosszabb forgatókönyveket is, elvégezhető a BMS-en és az akkumulátorcsomagon, ha fizikailag valósághű beágyazott rendszeralkalmazásokban használják.

Szinopszis SaberRDkiterjedt elektromos, digitális, vezérlő és termikus hidraulikus modellkönyvtárakat kínál a BMS és akkumulátorcsomagok tervezése és fejlesztése iránt érdeklődő mérnökök számára.Eszközök állnak rendelkezésre a modellek gyors generálására az alapvető adatlap-specifikációk és mérési görbék alapján számos elektronikus eszköz és különböző akkumulátor-kémiai típusok esetében.A statisztikai, feszültség- és hibaelemzések lehetővé teszik a működési régió spektrumainak ellenőrzését, beleértve a határterületeket is, hogy biztosítsák a BMS általános megbízhatóságát.Ezen túlmenően számos tervezési példát kínálnak, amelyek lehetővé teszik a felhasználók számára, hogy gyorsan elindítsák a projektet, és gyorsan elérjék a szimulációból szükséges válaszokat.