Батарея башкаруу системасы деген эмне?

Аныктама

Батареяны башкаруу системасы (BMS) - бул батареянын топтомун көзөмөлдөөгө арналган технология, ал аккумулятордук элементтердин жыйындысы болуп саналат, электрдик жактан сап x мамыча матрицалык конфигурацияда уюштурулган чыңалуу менен токтун максаттуу диапазонуна каршы убакыттын узактыгына жеткирүүнү камсыз кылат. күтүлгөн жүктөө сценарийлери.BMS камсыз кылган көзөмөл, адатта, төмөнкүлөрдү камтыйт:

• Батареяны көзөмөлдөө
• Батареяны коргоону камсыз кылуу
• Батареянын иштөө абалын баалоо
• Батареянын иштешин тынымсыз оптималдаштыруу
• Тышкы түзмөктөргө иштөө абалын билдирүү

Бул жерде "батарея" деген термин бүт пакетти билдирет;бирок, мониторинг жана башкаруу функциялары жалпы батарея топтомундагы модулдар деп аталган айрым клеткаларга же уячалардын топторуна атайын колдонулат.Литий-иондук кайра заряддалуучу клеткалар энергиянын эң жогорку тыгыздыгына ээ жана ноутбуктардан тартып электр унааларына чейин көптөгөн керектөө буюмдары үчүн батарейкалардын стандарттуу тандоосу болуп саналат.Алар эң сонун иштеши менен, алар батареянын иштешин начарлатуудан баштап, коркунучтуу кесепеттерге чейин, жалпысынан катуу коопсуз операциялык аймактан (SOA) тышкары иштетилсе, кечиримсиз болушу мүмкүн.BMS, албетте, татаал жумуш сүрөттөмөсү бар, жана анын жалпы татаалдыгы жана көзөмөл аутрич электрдик, санариптик, башкаруу, жылуулук жана гидравлика сыяктуу көптөгөн дисциплиналарды камтышы мүмкүн.

Батарея башкаруу системалары кантип иштейт?

Батареяны башкаруу системалары кабыл алынышы керек болгон туруктуу же уникалдуу критерийлерге ээ эмес.Технологияны долбоорлоо масштабы жана ишке ашырылган өзгөчөлүктөр жалпысынан төмөнкүлөр менен байланыштуу:

• Батарея пакетинин чыгымдары, татаалдыгы жана өлчөмү
• Батареяны колдонуу жана бардык коопсуздук, колдонуу мөөнөтү жана кепилдик маселелери
• Функционалдык коопсуздук чаралары жетишсиз болсо, чыгымдар жана айыптар маанилүү болгон ар кандай мамлекеттик ченемдик укуктук актылардын сертификаттоо талаптары

Көптөгөн BMS дизайн өзгөчөлүктөрү бар, батарея пакетин коргоону башкаруу жана кубаттуулукту башкаруу эки маанилүү өзгөчөлүк.Бул эки өзгөчөлүк кантип иштээрин бул жерде талкуулайбыз.Батарея таңгагын коргоону башкаруунун эки негизги аренасы бар: электрдик коргоо, ал батареянын SOAдан тышкары колдонулушу аркылуу бузулушуна жол бербөөнү билдирет жана жылуулук коргоо, пакетти сактоо же анын SOAга киргизүү үчүн пассивдүү жана/же активдүү температураны көзөмөлдөөнү камтыйт.

Электр башкаруу коргоо: Учурдагы

Батарея пакетинин агымын жана клетканын же модулдун чыңалууларын көзөмөлдөө электрдик коргоого алып баруучу жол болуп саналат.Ар кандай батарейка клеткасынын электрдик SOA ток жана чыңалуу менен байланышкан.1-сүрөттө типтүү литий-иондук клетка SOA сүрөттөлөт жана жакшы иштелип чыккан BMS өндүрүүчүнүн клетка рейтингинен тышкары иштөөгө жол бербөө менен таңгакты коргойт.Көпчүлүк учурларда, батареянын иштөө мөөнөтүн узартуу максатында SOA коопсуз зонасында жашоо үчүн кошумча детинг колдонулушу мүмкүн.

Литий-иондук клеткалар заряддоо үчүн разрядга караганда ар кандай ток чектерине ээ жана эки режим тең кыска мөөнөткө болсо да жогорку чоку агымдарды кармай алат.Батарея клеткасынын өндүрүүчүлөрү, адатта, максималдуу үзгүлтүксүз кубаттоо жана кубаттоо агымынын чектерин, ошондой эле эң жогорку кубаттоо жана зарядсыздануу учурдагы чектерин белгилешет.Учурдагы коргоону камсыз кылган BMS, албетте, максималдуу үзгүлтүксүз ток колдонот.Бирок, бул жүк шарттарынын кескин өзгөрүшүн эсепке алуу үчүн алдын ала болушу мүмкүн;мисалы, электр унаасынын кескин ылдамдашы.BMS учурдагы токту жана дельта убакыттан кийин интеграциялоо жолу менен эң жогорку токтун мониторингин камтышы мүмкүн, же жеткиликтүү токту азайтуу же топтомдун токун толугу менен үзүү жөнүндө чечим кабыл алат.Бул BMSге экстремалдык токтун чокуларына, мисалы, кыска туташуу шарты сыяктуу, эч кандай резиденттик сактагычтардын көңүлүн бурбаган, бирок ошондой эле жогорку чоку талаптарга кечиримдүү болууга мүмкүндүк берет, эгерде алар өтө эле ашыкча болбосо узун.

Электр башкаруу коргоо: Voltage

2-сүрөттө литий-иондук клетка белгилүү бир чыңалуу диапазонунда иштеши керек экенин көрсөтүп турат.Бул SOA чек аралары акыры тандалган литий-иондук клетканын ички химиясы жана каалаган убакта клеткалардын температурасы менен аныкталат.Мындан тышкары, батарейканын ар кандай топтому учурдагы циклдин олуттуу көлөмүн башынан өткөргөндүктөн, жүктүн талабынан улам кубатталып, ар кандай энергия булактарынан кубатталып жаткандыктан, бул SOA чыңалуу чектери, адатта, батареянын иштөө мөөнөтүн оптималдаштыруу үчүн андан ары чектелет.BMS бул чектөөлөр эмне экенин билиши керек жана бул чектерге жакындыгына жараша чечимдерди кабыл алат.Мисалы, жогорку чыңалуу чегине жакындаганда, BMS кубаттоо агымын акырындык менен кыскартууну талап кылышы мүмкүн же чекке жеткенде кубаттоо тогун толугу менен токтотууну талап кылышы мүмкүн.Бирок, бул чектөө, адатта, өчүрүү босогосу жөнүндө контролдук чатакты болтурбоо үчүн кошумча ички чыңалуу гистерезиси менен коштолот.Башка жагынан алганда, төмөнкү чыңалуу чегине жакындаганда, BMS негизги жигердүү укук бузуучу жүктөмдөрдүн учурдагы талаптарын азайтууну суранат.Электр унаасында бул тартылуу мотору үчүн уруксат берилген моментин азайтуу аркылуу ишке ашырылышы мүмкүн.Албетте, BMS туруктуу зыяндын алдын алуу үчүн батарейканын пакетин коргоп, айдоочу үчүн коопсуздукту камсыздоону эң биринчи орунга коюшу керек.

Жылуулук башкаруу коргоо: Температура

Номиналдык жактан алганда, литий-иондук клеткалар кең температуранын иштөө диапазонуна ээ болуп көрүнүшү мүмкүн, бирок химиялык реакциянын ылдамдыгы бир топ басаңдагандыктан, батареянын жалпы сыйымдуулугу төмөн температурада азаят.төмөн температурада жөндөмдүүлүгүнө карата, алар коргошун-кислота же NiMh аккумуляторлор караганда алда канча жакшы аткарат;бирок, температураны башкаруу абдан маанилүү, анткени 0 °C (32 °F) төмөн кубаттоо физикалык жактан көйгөй жаратат.Металлдык литийди каптоо кубулушу тоңуп калган заряддоодо аноддо пайда болушу мүмкүн.Бул туруктуу бузулуу жана кубаттуулуктун төмөндөшүнө гана алып келбестен, титирөө же башка стресстик шарттарга дуушар болсо, клеткалар бузулууга көбүрөөк дуушар болушат.BMS жылытуу жана муздатуу аркылуу батареянын температурасын көзөмөлдөй алат.

Ишке ашырылган жылуулук башкаруу толугу менен батарейканын пакетинин өлчөмүнө жана баасына жана аткаруу максаттарына, BMSтин дизайн критерийлерине жана максаттуу географиялык аймакты (мисалы, Аляска менен Гавайиге каршы) кароону камтышы мүмкүн болгон продукт бирдигине көз каранды.Жылыткычтын түрүнө карабастан, энергияны тышкы AC кубат булагынан же керек болгондо жылыткычты иштетүүгө багытталган альтернативалуу резиденттик батарейкадан алуу көбүрөөк натыйжалуу.Бирок, эгерде электр жылыткычында бир аз ток тартылса, анда негизги батарея топтомунан алынган энергия өзүн жылытуу үчүн сордурулуп алынышы мүмкүн.Эгерде жылуулук гидравликалык система ишке ашырылса, анда муздаткычты жылытуу үчүн электр жылыткычы колдонулат, ал сордурулуп, пакеттин бүтүндөй бөлүгүнө бөлүштүрүлөт.

BMS дизайнерлеринин инженерлери жылуулук энергиясын пакетке киргизүү үчүн дизайн соодасынын айла-амалдары бар.Мисалы, кубаттуулукту башкарууга арналган BMS ичиндеги ар кандай электр электроникасын күйгүзсө болот.Түз жылытуу сыяктуу эффективдүү болбосо да, ага карабастан колдонсо болот.Муздатуу литий-иондук батарейканын топтомунун иштешин жоготууну азайтуу үчүн өзгөчө маанилүү.Мисалы, балким, берилген батарейка 20°C оптималдуу иштейт;Эгерде таңгактын температурасы 30°Cге чейин жогоруласа, анын натыйжалуулугу 20% га төмөндөшү мүмкүн.Эгерде таңгак 45°C (113°F) температурада үзгүлтүксүз заряддалып, кайра заряддалып турса, анда өндүрүмдүүлүктү жоготуу 50% га чейин көтөрүлүшү мүмкүн.Батареянын иштөө мөөнөтү, айрыкча, тез кубаттоо жана кубаттоо циклдеринде дайыма ашыкча жылуулуктун пайда болушуна дуушар болсо, эрте картаюу жана бузулушу мүмкүн.Муздатуу адатта эки ыкма менен ишке ашат, пассивдүү же активдүү жана эки ыкма тең колдонулушу мүмкүн.Пассивдүү муздатуу батареяны муздатуу үчүн аба агымынын кыймылына көз каранды.Электр унаасында бул анын жөн эле жолдо бара жатканын билдирет.Бирок, ал көрүнгөндөн татаалыраак болушу мүмкүн, анткени абанын ылдамдыгынын сенсорлору аба агымын максималдаштыруу үчүн дефлектордук аба дамбаларын стратегиялык жактан автоматтык түрдө жөндөө үчүн бириктирилиши мүмкүн.Температураны башкара турган активдүү желдеткичти ишке ашыруу төмөнкү ылдамдыкта же унаа токтоп калганда жардам берет, бирок мунун баары таңгакты айланадагы чөйрөнүн температурасы менен теңдештирүү гана.Күн кайнаган ысыкта бул таңгактын баштапкы температурасын жогорулатат.Жылуулук гидравликалык активдүү муздатуу кошумча система катары иштелип чыгышы мүмкүн жана адатта этилен-гликоль муздаткычын, түтүктөр/шлангдар, бөлүштүрүүчү коллекторлор, кайчылаш агымдык жылуулук алмаштыргыч (радиатор) аркылуу электр кыймылдаткычы менен башкарылган насос аркылуу айланган аралашма катышы менен колдонот. , жана муздаткыч пластина резидент батарея топтомунун жыйындысына каршы.BMS пакеттеги температураларды көзөмөлдөйт жана батарейканын оптималдуу иштешин камсыз кылуу үчүн жалпы батареянын температурасын тар температура диапазонунда кармап туруу үчүн ар кандай клапандарды ачып-жабат.

Потенциалды башкаруу

Батарея пакетинин сыйымдуулугун максималдуу көбөйтүү, балким, BMS камсыз кылган эң маанилүү батареянын иштөө өзгөчөлүктөрүнүн бири болуп саналат.Бул тейлөө аткарылбаса, батарея топтому акыры өзүн жараксыз кылып коюшу мүмкүн.Көйгөйдүн түпкүлүгү - батарейканын таңгагы "стек" (клеткалардын сериясы) толук бирдей эмес жана чындыгында бир аз башкача агып кетүү же өзүн-өзү разряд ылдамдыгына ээ.Агышуу өндүрүүчүнүн кемчилиги эмес, батареянын химиялык мүнөздөмөсү, бирок ага өндүрүш процессинин мүнөттүк вариациялары статистикалык жактан таасир этиши мүмкүн.Башында батарейканын пакети жакшы дал келген клеткаларга ээ болушу мүмкүн, бирок убакыттын өтүшү менен клеткадан клеткага окшоштук өзүнөн-өзү разряддан гана эмес, ошондой эле заряддын/разряддын циклинин, жогорулатылган температуранын жана жалпы календардын эскирүүсүнөн улам начарлайт.Муну түшүнүү менен, литий-иондук клеткалар мыкты иштешет, бирок катуу SOAдан тышкары иштетилсе, кечиримсиз болушу мүмкүн деген талкууну эстейли.Литий-иондук клеткалар ашыкча кубаттоо менен жакшы күрөшө албагандыктан, биз талап кылынган электрдик коргоо жөнүндө мурда билдик.Толук заряддалгандан кийин, алар башка токту кабыл ала алышпайт жана ага түртүлгөн кошумча энергия ысыкта которулуп, чыңалуу тез көтөрүлүп, кооптуу деңгээлге чыгышы мүмкүн.Бул клетка үчүн дени сак абал эмес жана ал улана берсе, туруктуу зыянга жана кооптуу иштөө шарттарына алып келиши мүмкүн.

Батарея топтомунун сериясынын клетка массиви жалпы топтомдун чыңалуусун аныктайт жана чектеш клеткалардын ортосундагы дал келбестик кандайдыр бир стекти кубаттоого аракет кылып жатканда дилемманы жаратат.3-сүрөт мунун эмне үчүн экенин көрсөтүп турат.Эгерде кимде кемчиликсиз салмактуу клеткалар топтому болсо, баары жакшы, анткени ар бири бирдей заряддалат жана кубаттоо тогун жогорку 4.0 чыңалуу чегине жеткенде өчүрүүгө болот.Бирок, тең салмактуу эмес сценарийде үстүнкү клетка заряддын чегине эрте жетет жана башка негизги клеткалар толук кубаттуулукта заряддалганга чейин буттун заряддоо тогун токтотуу керек.

BMS - бул кадамдар жана күндү үнөмдөйт, же бул учурда батарея пакети.Бул кантип иштээрин көрсөтүү үчүн, негизги аныктама түшүндүрүү керек.Белгилүү бир убакыттагы клетканын же модулдун заряддын абалы (SOC) толугу менен заряддалган кездеги жалпы зарядка салыштырмалуу жеткиликтүү зарядга пропорционалдуу.Ошентип, 50% SOCде турган батарейка анын 50% кубатталганын билдирет, бул күйүүчү майдын көрсөткүчүнө окшош.BMS дараметин башкаруу - бул таңгак ассамблеясындагы ар бир стек боюнча SOCтин вариациясын тең салмактоо.SOC түздөн-түз өлчөнүүчү чоңдук болбогондуктан, аны ар кандай ыкмалар менен баалоого болот, ал эми тең салмактуулук схемасынын өзү көбүнчө пассивдүү жана активдүү эки негизги категорияга бөлүнөт.Темалардын көптөгөн вариациялары бар жана ар бир түрдүн жакшы жана жаман жактары бар.Берилген батарейканын пакети жана аны колдонуу үчүн кайсынысы оптималдуу экенин BMS дизайнеринин инженери чечет.Пассивдүү тең салмактуулукту ишке ашыруу эң оңой, ошондой эле жалпы тең салмактуулук концепциясын түшүндүрүү.Пассивдүү ыкма стектеги ар бир клетканын эң алсыз клетка менен бирдей заряддалган кубаттуулукка ээ болушуна мүмкүндүк берет.Салыштырмалуу аз токту колдонуп, ал заряддоо циклинин жүрүшүндө жогорку SOC клеткаларынан аз өлчөмдөгү энергияны ташыйт, ошентип бардык клеткалар максималдуу SOCга чейин заряддалат.4-сүрөт муну BMS кантип ишке ашырарын көрсөтөт.Ал ар бир клетканы көзөмөлдөйт жана транзистордук өчүргүчтү жана ар бир клеткага параллелдүү өлчөмдөгү разряд резисторун колдонот.BMS берилген клетка заряддын чегине жакындап калганын сезгенде, анын тегерегиндеги ашыкча токту жогорудан ылдый карай төмөнкү кийинки клеткага багыттайт.

Балансташтыруу процессинин акыркы чекиттери, мурун жана кийин, 5-сүрөттө көрсөтүлгөн. Кыскача айтканда, BMS стектеги уячага же модулга төмөнкү жолдордун биринде пакеттин токунан башка заряддоо агымын көрүүгө мүмкүндүк берүү менен батарейканын дестесин тең салмактайт:

• Эң көп заряддалган уячалардан зарядды алып салуу, бул ашыкча заряддоонун алдын алуу үчүн кошумча заряддоо тогу үчүн орун берет жана азыраак заряддалган клеткаларга көбүрөөк кубаттоо агымын алууга мүмкүндүк берет
• Эң көп заряддалган клеткалардын айланасында заряддоо агымынын бир бөлүгүн же дээрлик бардыгын кайра багыттоо, ошону менен азыраак заряддалган клеткаларга кубаттоо тогун узак убакытка алууга мүмкүндүк берет.

Батареяны башкаруу системаларынын түрлөрү

Батареяны башкаруу тутумдары жөнөкөйдөн татаалга чейин өзгөрөт жана "батареяга кам көрүү" боюнча негизги директивасына жетүү үчүн ар кандай технологиялардын кеңири спектрин камтышы мүмкүн.Бирок, бул системаларды топологиясынын негизинде классификациялоого болот, бул алардын кантип орнотулганына жана батарея топтомундагы клеткаларга же модулдарга иштешине байланыштуу.

Борборлоштурулган BMS архитектурасы

Батарея топтомунда бир борбордук BMS бар.Батареянын бардык пакеттери борбордук BMSге түздөн-түз туташтырылган.Борборлоштурулган БМБнын структурасы 6-сүрөттө көрсөтүлгөн. Борборлоштурулган БМБ кээ бир артыкчылыктарга ээ.Ал компакттуу жана эң үнөмдүү болуп саналат, анткени бир гана BMS бар.Бирок, борборлоштурулган BMS кемчиликтери бар.Бардык батарейкалар түздөн-түз BMSге туташтырылгандыктан, BMS бардык батарея топтомдору менен туташуу үчүн көптөгөн портторду талап кылат.Бул чоң батарейка топтомдорундагы көптөгөн зымдарды, кабелдерди, туташтыргычтарды ж.б. деп которот, бул көйгөйлөрдү аныктоону да, тейлөөнү да кыйындатат.

Модулдук BMS топологиясы

Борборлоштурулган ишке ашырууга окшош, BMS бир нече кайталанган модулдарга бөлүнөт, алардын ар бири зымдардын атайын таңгагы жана батарейка стекинин чектеш дайындалган бөлүгүнө туташуулары бар.7-сүрөттү караңыз. Кээ бир учурларда, бул BMS подмодулдары негизги BMS модулунун көзөмөлүндө болушу мүмкүн, анын функциясы субмодулдардын абалын көзөмөлдөө жана перифериялык жабдуулар менен байланышуу.Кайталануучу модулдуктун аркасында көйгөйлөрдү чечүү жана тейлөө оңой жана чоңураак батарея топтомдоруна узартуу оңой.Кемчилиги - жалпы чыгымдар бир аз жогору жана колдонмого жараша кайталанбаган пайдаланылбаган функциялар болушу мүмкүн.

Негизги/Багынуучу BMS

Концептуалдык жактан модулдук топологияга окшош, бирок, бул учурда, кулдар жөн гана өлчөө маалыматын берүү менен чектелет, ал эми мастер эсептөө жана башкаруу, ошондой эле тышкы байланыш үчүн арналган.Ошентип, модулдук типтер сыяктуу эле, чыгымдар азыраак болушу мүмкүн, анткени кулдардын функционалдуулугу жөнөкөй, кыязы, азыраак кошумча чыгымдар жана пайдаланылбаган функциялар азыраак.

Бөлүштүрүлгөн BMS архитектурасы

Башка топологиялардан бир топ айырмаланат, мында электрондук аппараттык жана программалык камсыздоо тиркелген зымдардын таңгактары аркылуу клеткалар менен интерфейске кирген модулдарда капсулдалат.Бөлүштүрүлгөн BMS түздөн-түз көзөмөлдөнүп жаткан уячага же модулга жайгаштырылган башкаруу тактасындагы бардык электрондук жабдыктарды камтыйт.Бул бир нече сенсордук зымдарга жана чектеш BMS модулдарынын ортосундагы байланыш зымдарына кабелдердин негизги бөлүгүн жеңилдетет.Демек, ар бир BMS өзүнөн өзү камтылган жана талапка жараша эсептөөлөрдү жана байланыштарды жүргүзөт.Бирок, бул көрүнгөн жөнөкөйлүгүнө карабастан, бул интегралдык форма көйгөйлөрдү чечүү жана тейлөөнү потенциалдуу көйгөйлүү кылат, анткени ал калкан модулунун жыйындысынын тереңинде жайгашкан.Батареянын жалпы түзүлүшүндө көбүрөөк BMS бар болгондуктан, чыгымдар дагы жогору болот.

Батареяны башкаруу системаларынын мааниси

Функционалдык коопсуздук BMSте эң чоң мааниге ээ.Заряддоо жана кубаттоо операциясы учурунда көзөмөлдүн көзөмөлүндөгү ар бир клетканын же модулдун чыңалуусу, ток жана температурасы SOA аныкталган чектен ашпасын алдын алуу үчүн өтө маанилүү.Чектөөлөр узак убакытка ашып кетсе, кымбат батарейканын пакети бузулуп гана калбастан, кооптуу жылуулук качуу шарттары пайда болушу мүмкүн.Мындан тышкары, төмөнкү чыңалуу чеги чектери да литий-иондук клеткаларды коргоо жана функционалдык коопсуздук үчүн катуу көзөмөлдөнөт.Ли-иондук батарейка ушул төмөн вольттуу абалда калса, жез дендриттери акыры аноддо өсүп, өзүн-өзү разряддын жогорулашына алып келиши мүмкүн жана мүмкүн болгон коопсуздук көйгөйлөрүн жаратышы мүмкүн.Литий-иондук системалардын жогорку энергия тыгыздыгы батареяны башкаруу катасы үчүн аз орун калтырган баада келет.BMSs жана литий-иондук жакшыртуулардын аркасында бул бүгүнкү күндө эң ийгиликтүү жана коопсуз батарея химияларынын бири.

Батарея пакетинин иштеши BMSтин кийинки эң маанилүү өзгөчөлүгү болуп саналат жана бул электрдик жана жылуулук башкарууну камтыйт.Батареянын жалпы сыйымдуулугун электрдик жактан оптималдаштыруу үчүн, таңгактагы бардык клеткалар тең салмактуу болушу керек, бул бүткүл жыйындагы чектеш клеткалардын SOC болжол менен эквиваленттүү экенин билдирет.Бул өзгөчө маанилүү, анткени батарейканын оптималдуу сыйымдуулугун ишке ашыруу гана эмес, жалпы деградациянын алдын алууга жардам берет жана алсыз клеткаларды ашыкча заряддоодон потенциалдуу ысык чекиттерди азайтат.Литий-иондук батарейкалар төмөнкү чыңалуу чегинен төмөн разряддан сактануулары керек, анткени бул эс тутум эффекттерине жана кубаттуулуктун олуттуу жоголушуна алып келиши мүмкүн.Электрохимиялык процесстер температурага өтө сезгич, ал эми батарейкалар да четте калбайт.Курчап турган чөйрөнүн температурасы төмөндөгөндө, кубаттуулугу жана жеткиликтүү батарейканын энергиясы кыйла өчүп калат.Демек, BMS, мисалы, электр унаасынын аккумуляторунун суюк муздатуу тутумунда жайгашкан тышкы жылыткычты же вертолеттун ичинде орнотулган пакеттин модулдарынын астына орнотулган резиденттик жылыткыч плиталарды иштетиши мүмкүн. учак.Кошумчалай кетсек, муздак литий-иондук клеткаларды заряддоо батареянын иштөө мөөнөтүнө зыян келтиргендиктен, алгач батареянын температурасын жетиштүү деңгээлде көтөрүү маанилүү.Литий-иондук клеткалардын көбү 5°Cден төмөн болгондо тез заряддоого болбойт жана алар 0°Cден төмөн болгондо таптакыр заряддалбашы керек.Кадимки операциялык колдонуу учурунда оптималдуу иштеши үчүн, BMS жылуулук башкаруу көбүнчө батареянын Goldilocks тар аймагында иштешин камсыздайт (мисалы, 30 – 35°C).Бул өндүрүмдүүлүктү коргойт, узак өмүргө өбөлгө түзөт жана дени сак, ишенимдүү батарейканын топтомун бекемдейт.

Батареяны башкаруу системаларынын артыкчылыктары

Көбүнчө BESS деп аталган бүтүндөй батарейканын энергиясын сактоо тутуму, колдонууга жараша стратегиялык жактан чогулган ондогон, жүздөгөн, атүгүл миңдеген литий-иондук клеткалардан турушу мүмкүн.Бул системалардын чыңалуу рейтинги 100 Втан аз болушу мүмкүн, бирок 800 В чейин болушу мүмкүн, пакеттик камсыздоо агымдары 300 А же андан жогору болушу мүмкүн.Жогорку чыңалуу топтомун туура эмес башкаруу өмүргө коркунуч туудурган, катастрофалык кырсыкка алып келиши мүмкүн.Демек, BMSs коопсуз иштешин камсыз кылуу үчүн абдан маанилүү болуп саналат.BMSs артыкчылыктары төмөнкүчө чагылдырууга болот.

• Функционалдык коопсуздук.Чоң форматтагы литий-иондук батарейканын таңгактары үчүн бул өзгөчө этият жана маанилүү.Бирок, мисалы, ноутбуктарда колдонулган кичинекей форматтар да өрттөнүп, чоң зыян алып келээри белгилүү.Литий-иондук системаларды камтыган өнүмдөрдү колдонуучулардын жеке коопсуздугу батареяны башкаруу катасына аз орун калтырат.
• Өмүрдүн узактыгы жана ишенимдүүлүгү.Батарея кутусун коргоону башкаруу, электрдик жана жылуулук, бардык клеткалардын бардыгы SOA талаптарынын алкагында колдонулушун камсыздайт.Бул кылдат көзөмөл клеткалардын агрессивдүү колдонуудан жана тез кубаттоо жана зарядсыздануу циклине каршы кам көрүүнү камсыздайт жана сөзсүз түрдө көп жылдар бою ишенимдүү тейлөөнү камсыз кыла турган туруктуу системага алып келет.
• Performance жана диапазон.BMS батарея топтомунун сыйымдуулугун башкаруу, мында клеткадан клеткага тең салмактуулук топтомдогу чектеш клеткалардын SOCин теңдөө үчүн колдонулат, батареянын оптималдуу сыйымдуулугун ишке ашырууга мүмкүндүк берет.Бул BMS функциясы болбосо, өзүн-өзү разряд, заряд/разряд цикли, температуралык эффекттер жана жалпы карылыктын өзгөрүшүн эсепке алуу үчүн, батарея топтому акыры өзүн жараксыз кылып коюшу мүмкүн.
• Диагностика, маалыматтарды чогултуу жана тышкы байланыш.Көзөмөл милдеттери батарейканын бардык клеткаларына үзгүлтүксүз мониторинг жүргүзүүнү камтыйт, мында маалыматтарды каттоо диагностика үчүн өзүнчө колдонулушу мүмкүн, бирок көбүнчө чогулуштагы бардык уячалардын SOCин баалоо үчүн эсептөө тапшырмасына арналган.Бул маалымат балансташтыруу алгоритмдери үчүн колдонулат, бирок жалпысынан тышкы түзмөктөргө жана дисплейлерге берилиши мүмкүн, бул резиденттик энергияны көрсөтүү, учурдагы колдонуунун негизинде күтүлгөн диапазону же диапазону/жашоо мөөнөтүн баалоо жана батарея топтомунун ден соолугунун абалын камсыз кылуу.
• Наркы жана Кепилдиктин төмөндөшү.BMSти BESSке киргизүү чыгымдарды кошот, ал эми батарея топтомдору кымбат жана потенциалдуу кооптуу.Система канчалык татаал болсо, коопсуздук талаптары ошончолук жогору болот, натыйжада BMS көзөмөлүнүн көбүрөөк болушу керек.Бирок BMSтин функционалдык коопсуздугуна, иштөө мөөнөтүнө жана ишенимдүүлүгүнө, өндүрүмдүүлүгүнө жана диапазонуна, диагностикасына жана башкаларга карата коргоо жана профилактикалык тейлөө анын жалпы чыгымдарды, анын ичинде кепилдикке байланышкан чыгымдарды төмөндөтөөрүнө кепилдик берет.

Батареяны башкаруу системалары жана синопсис

Симуляция BMS дизайны үчүн баалуу союздашы болуп саналат, айрыкча аппараттык камсыздоону иштеп чыгуу, прототиптөө жана тестирлөөнүн алкагында дизайн көйгөйлөрүн изилдөө жана чечүү үчүн колдонулганда.Так литий-ион клетка модели менен BMS архитектурасынын симуляциялык модели виртуалдык прототиби катары таанылган аткарылуучу спецификация болуп саналат.Мындан тышкары, симуляция ар кандай батареянын жана айлана-чөйрөнүн иштөө сценарийлерине каршы BMS көзөмөлдөө функцияларынын варианттарын оорутпай изилдөөгө мүмкүндүк берет.Ишке ашыруу маселелери абдан эрте табылып, изилдениши мүмкүн, бул реалдуу аппараттык камсыздоонун прототиби боюнча ишке киргизүүдөн мурун аткарууну жана функционалдык коопсуздукту жакшыртууну текшерүүгө мүмкүндүк берет.Бул иштеп чыгуу убактысын кыскартат жана биринчи аппараттык прототиптин бекем болушуна кепилдик берет.Мындан тышкары, көптөгөн аутентификация сыноолору, анын ичинде эң начар сценарийлер, физикалык жактан реалдуу камтылган тутум тиркемелеринде аткарылганда BMS жана батарейка пакети жүргүзүлүшү мүмкүн.

Synopsys SaberRDBMS жана аккумулятордук пакетти долбоорлоого жана өнүктүрүүгө кызыккан инженерлерге мүмкүнчүлүк берүү үчүн кеңири электрдик, санариптик, башкаруучу жана жылуулук гидравликалык моделдердин китепканаларын сунуштайт.Көптөгөн электроникалык түзүлүштөр жана батареянын химиялык химиясынын ар кандай түрлөрү үчүн негизги маалымат жадыбалынын спецификацияларынан жана өлчөө ийри сызыктарынан моделдерди тез түзүү үчүн куралдар бар.Статистикалык, стресс жана ката анализдери жалпы BMS ишенимдүүлүгүн камсыз кылуу үчүн чек ара аймактарын кошкондо, иштеп жаткан аймактын спектрлери боюнча текшерүүгө мүмкүндүк берет.Мындан тышкары, колдонуучуларга долбоорду тез баштоого жана симуляциядан керектүү жоопторго тез жетүүгө мүмкүнчүлүк берүү үчүн көптөгөн дизайн мисалдары сунушталат.