Kas yra akumuliatoriaus valdymo sistema?

Apibrėžimas

Akumuliatoriaus valdymo sistema (BMS) – tai technologija, skirta prižiūrėti akumuliatorių, kuris yra akumuliatorių elementų rinkinys, elektra suskirstytas į eilės x stulpelio matricos konfigūraciją, kad būtų galima tiekti tikslinį įtampos ir srovės diapazoną tam tikrą laiką. numatomos apkrovos scenarijai.BMS teikiama priežiūra paprastai apima:

• Akumuliatoriaus stebėjimas
• Akumuliatoriaus apsauga
• Baterijos veikimo būklės įvertinimas
• Nuolat optimizuojamas akumuliatoriaus veikimas
• Pranešimas apie veikimo būseną išoriniams įrenginiams

Čia terminas „baterija“ reiškia visą pakuotę;tačiau stebėjimo ir valdymo funkcijos yra specialiai taikomos atskiriems elementams arba elementų grupėms, vadinamoms moduliais, esančiais bendro akumuliatoriaus bloko komplekte.Ličio jonų įkraunami elementai turi didžiausią energijos tankį ir yra standartinis daugelio plataus vartojimo prekių, nuo nešiojamųjų kompiuterių iki elektrinių transporto priemonių, baterijų pasirinkimas.Nors jie veikia puikiai, jie gali būti gana negailestingi, jei naudojami ne paprastai uždaroje saugioje veikimo zonoje (SOA), o pasekmės svyruoja nuo akumuliatoriaus veikimo pablogėjimo iki visiškai pavojingų pasekmių.BMS tikrai turi sudėtingą darbo aprašymą, o jo bendras sudėtingumas ir priežiūros aprėptis gali apimti daugelį disciplinų, tokių kaip elektros, skaitmeninės, valdymo, šiluminės ir hidraulinės.

Kaip veikia baterijų valdymo sistemos?

Akumuliatoriaus valdymo sistemos neturi fiksuoto ar unikalaus kriterijų rinkinio, kurį reikia priimti.Technologijų projektavimo apimtis ir įdiegtos funkcijos paprastai koreliuoja su:

• Akumuliatoriaus kaina, sudėtingumas ir dydis
• Akumuliatoriaus naudojimas ir visi saugos, eksploatavimo trukmės ir garantijos klausimai
• Sertifikavimo reikalavimai pagal įvairius vyriausybinius reglamentus, kuriuose išlaidos ir baudos yra svarbiausios, jei taikomos netinkamos funkcinės saugos priemonės

Yra daug BMS dizaino ypatybių, o akumuliatoriaus bloko apsaugos valdymas ir talpos valdymas yra dvi pagrindinės funkcijos.Čia aptarsime, kaip šios dvi funkcijos veikia.Akumuliatoriaus bloko apsaugos valdymas turi dvi pagrindines sritis: elektrinę apsaugą, kuri reiškia, kad bateriją neleidžiama sugadinti naudojant už SOA ribų, ir šiluminę apsaugą, apimančią pasyvią ir (arba) aktyvią temperatūros kontrolę, kad būtų išlaikytas arba įtrauktas paketas į SOA.

Elektros valdymo apsauga: srovė

Akumuliatoriaus bloko srovės ir elementų ar modulių įtampos stebėjimas yra kelias į elektros apsaugą.Bet kurio akumuliatoriaus elemento elektrinis SOA yra susietas su srovės ir įtampos.1 paveiksle pavaizduotas tipiškas ličio jonų elementų SOA, o gerai suprojektuota BMS apsaugos pakuotę, neleisdama veikti, neatitinkančio gamintojo nurodytų elementų įvertinimų.Daugeliu atvejų gali būti taikomas tolesnis sumažinimas, norint gyventi saugioje SOA zonoje, siekiant pailginti baterijos veikimo laiką.

Ličio jonų elementų įkrovimo srovės ribos skiriasi nuo iškrovimo, ir abu režimai gali atlaikyti didesnes didžiausias sroves, nors ir trumpą laiką.Akumuliatoriaus elementų gamintojai paprastai nurodo didžiausias nuolatinio įkrovimo ir iškrovimo srovės ribas, taip pat didžiausios įkrovimo ir iškrovimo srovės ribas.BMS, užtikrinantis apsaugą nuo srovės, tikrai taikys maksimalią nuolatinę srovę.Tačiau prieš tai gali būti atsižvelgta į staigų apkrovos sąlygų pasikeitimą;pavyzdžiui, staigus elektromobilio įsibėgėjimas.BMS gali apimti didžiausios srovės stebėjimą, integruojant srovę ir po delta laiko, nusprendžiant sumažinti turimą srovę arba visiškai nutraukti paketo srovę.Tai leidžia BMS turėti beveik akimirksnį jautrumą ekstremalioms srovės smailėms, pvz., trumpojo jungimo sąlygoms, kurios nepatraukė jokių nuolatinių saugiklių dėmesio, bet taip pat yra atlaidus dideliems piko poreikiams, jei jie nėra pernelyg dideli. ilgai.

Elektros valdymo apsauga: įtampa

2 paveiksle parodyta, kad ličio jonų elementas turi veikti tam tikrame įtampos diapazone.Šias SOA ribas galiausiai nulems vidinė pasirinkto ličio jonų elemento chemija ir elementų temperatūra bet kuriuo metu.Be to, kadangi bet kurio akumuliatoriaus blokas patiria didelį srovės ciklą, išsikrauna dėl apkrovos poreikio ir įkraunamas iš įvairių energijos šaltinių, šios SOA įtampos ribos paprastai dar labiau ribojamos siekiant optimizuoti akumuliatoriaus veikimo laiką.BMS turi žinoti, kokios yra šios ribos, ir priims sprendimus, pagrįstus artumu prie šių slenksčių.Pavyzdžiui, artėjant prie aukštos įtampos ribos, BMS gali reikalauti laipsniško įkrovimo srovės mažinimo arba gali reikalauti, kad įkrovimo srovė būtų visiškai nutraukta, jei pasiekiama riba.Tačiau šią ribą paprastai lydi papildomos vidinės įtampos histerezės svarstymai, kad būtų išvengta valdymo pokalbių apie išjungimo slenkstį.Kita vertus, artėjant prie žemos įtampos ribos, BMS paprašys, kad pagrindinės aktyvios pažeidžiančios apkrovos sumažintų dabartinius poreikius.Jei tai elektra varoma transporto priemonė, tai galima padaryti sumažinant leistiną traukos variklio sukimo momentą.Žinoma, BMS turi teikti pirmenybę vairuotojo saugumui ir kartu apsaugoti akumuliatorių, kad būtų išvengta nuolatinės žalos.

Apsauga nuo šilumos valdymo: temperatūra

Nominaliąja verte gali atrodyti, kad ličio jonų elementų temperatūros diapazonas yra platus, tačiau bendra akumuliatoriaus talpa mažėja esant žemai temperatūrai, nes cheminės reakcijos greitis labai sulėtėja.Kalbant apie gebėjimą esant žemai temperatūrai, jie veikia daug geriau nei švino rūgšties arba NiMh akumuliatoriai;tačiau temperatūros valdymas yra labai svarbus, nes įkrovimas žemesnėje nei 0 °C (32 °F) temperatūroje yra fiziškai problemiškas.Metalinio ličio padengimo reiškinys gali atsirasti ant anodo, kai įkraunama iki užšalimo.Tai yra nuolatinė žala, dėl kurios ne tik sumažėja pajėgumas, bet ir ląstelės yra labiau pažeidžiamos dėl gedimų, jei jos yra veikiamos vibracijos ar kitų stresinių sąlygų.BMS gali valdyti akumuliatoriaus temperatūrą šildydamas ir vėsindamas.

Realizuotas šilumos valdymas visiškai priklauso nuo akumuliatoriaus dydžio ir kainos bei našumo tikslų, BMS projektavimo kriterijų ir gaminio vieneto, kuris gali apimti tikslinį geografinį regioną (pvz., Aliaska ir Havajus).Nepriklausomai nuo šildytuvo tipo, paprastai veiksmingiau energiją gauti iš išorinio kintamosios srovės šaltinio arba alternatyvios nuolatinės baterijos, skirtos šildytuvui prireikus valdyti.Tačiau, jei elektrinis šildytuvas naudoja nedidelę srovę, energija iš pirminio akumuliatoriaus gali būti nukreipta į šildymą.Jei įdiegta šiluminė hidraulinė sistema, aušinimo skysčiui šildyti naudojamas elektrinis šildytuvas, kuris siurbiamas ir paskirstomas visame paketo mazge.

BMS projektavimo inžinieriai neabejotinai turi savo projektavimo gudrybių, kad į pakuotę patektų šilumos energija.Pavyzdžiui, galima įjungti įvairią galios elektroniką BMS viduje, skirtą pajėgumų valdymui.Nors jis nėra toks efektyvus kaip tiesioginis šildymas, jį galima panaudoti nepaisant to.Aušinimas yra ypač svarbus siekiant sumažinti ličio jonų akumuliatoriaus našumo praradimą.Pavyzdžiui, galbūt tam tikra baterija optimaliai veikia 20°C temperatūroje;jei pakuotės temperatūra pakyla iki 30°C, jos veikimo efektyvumas gali sumažėti net 20%.Jei pakuotė nuolat įkraunama ir įkraunama 45 °C (113 °F) temperatūroje, našumo sumažėjimas gali padidėti iki 50%.Akumuliatoriaus eksploatavimo laikas taip pat gali nukentėti dėl ankstyvo senėjimo ir blogėjimo, jei jis nuolat veikiamas per didelio karščio, ypač greito įkrovimo ir iškrovimo ciklų metu.Aušinimas paprastai pasiekiamas dviem būdais – pasyviuoju arba aktyviuoju, ir gali būti naudojami abu būdai.Pasyvus aušinimas priklauso nuo oro srauto judėjimo, kad vėsintų akumuliatorių.Elektrinės transporto priemonės atveju tai reiškia, kad ji tiesiog juda keliu.Tačiau jis gali būti sudėtingesnis, nei atrodo, nes oro greičio jutikliai gali būti integruoti, kad būtų galima strategiškai automatiškai sureguliuoti nukreipiančias oro užtvankas, kad būtų padidintas oro srautas.Aktyvaus temperatūros reguliuojamo ventiliatoriaus įdiegimas gali padėti važiuojant mažu greičiu arba automobiliui sustojus, tačiau visa tai gali tik suvienodinti pakuotę su aplinkos temperatūra.Karštą dieną tai gali padidinti pradinę pakuotės temperatūrą.Šiluminis hidraulinis aktyvus aušinimas gali būti suprojektuotas kaip papildoma sistema ir paprastai naudojamas etilenglikolio aušinimo skystis su nurodytu mišinio santykiu, cirkuliuojančiu per elektros varikliu varomą siurblį per vamzdžius / žarnas, paskirstymo kolektorius, kryžminio srauto šilumokaitį (radiatorių). , ir aušinimo plokštę, prigludusią prie akumuliatoriaus bloko.BMS stebi temperatūrą visoje pakuotėje ir atidaro bei uždaro įvairius vožtuvus, kad palaikytų viso akumuliatoriaus temperatūrą siaurame temperatūros diapazone, kad būtų užtikrintas optimalus akumuliatoriaus veikimas.

Pajėgumų valdymas

Akumuliatoriaus talpos padidinimas, be abejo, yra viena iš svarbiausių akumuliatoriaus veikimo savybių, kurią suteikia BMS.Jei ši priežiūra neatliekama, akumuliatorius ilgainiui gali tapti nenaudingas.Problemos esmė ta, kad baterijų bloko „krūva“ (elementų serija) nėra visiškai vienoda ir iš esmės turi šiek tiek skirtingą nuotėkio arba savaiminio išsikrovimo greitį.Nuotėkis yra ne gamintojo defektas, o akumuliatoriaus cheminė charakteristika, nors statistiškai jį gali paveikti nedideli gamybos proceso pokyčiai.Iš pradžių akumuliatoriaus blokas gali turėti gerai suderintus elementus, tačiau laikui bėgant elementų panašumas toliau blogėja ne tik dėl savaiminio išsikrovimo, bet ir dėl įkrovimo / iškrovimo ciklo, padidėjusios temperatūros ir bendro kalendoriaus senėjimo.Suprasdami tai, prisiminkite anksčiau išsakytą diskusiją, kad ličio jonų elementai veikia puikiai, tačiau gali būti gana negailestingi, jei naudojami už griežto SOA ribų.Anksčiau sužinojome apie būtiną elektros apsaugą, nes ličio jonų elementai netinkamai susidoroja su per dideliu įkrovimu.Visiškai įkrauti jie negali priimti daugiau srovės, o bet kokia papildoma energija, įstumta į ją, virsta šiluma, o įtampa gali greitai pakilti, galbūt iki pavojingo lygio.Tai nėra sveika ląstelei padėtis ir gali sukelti nuolatinę žalą bei nesaugias veikimo sąlygas, jei ji tęsis.

Akumuliatorių serijos elementų masyvas lemia bendrą paketo įtampą, o gretimų elementų neatitikimas sukuria dilemą bandant įkrauti bet kokį krūvą.3 paveiksle parodyta, kodėl taip yra.Jei vienas turi puikiai subalansuotą elementų rinkinį, viskas gerai, nes kiekvienas bus įkraunamas vienodai, o įkrovimo srovė gali būti nutraukta, kai pasiekiama viršutinė 4,0 įtampos išjungimo riba.Tačiau nesubalansuoto scenarijaus atveju viršutinis elementas pasieks savo įkrovimo ribą anksti, o kojelės įkrovimo srovę reikia nutraukti, kol kiti pagrindiniai elementai bus įkrauti visu pajėgumu.

BMS yra tai, kas įsijungia ir taupo dieną arba šiuo atveju akumuliatorių.Norint parodyti, kaip tai veikia, reikia paaiškinti pagrindinį apibrėžimą.Elemento ar modulio įkrovimo būsena (SOC) tam tikru metu yra proporcinga turimam įkrovimui, palyginti su visu įkrovimu, kai jis visiškai įkrautas.Taigi, akumuliatorius, kurio SOC yra 50 %, reiškia, kad jis įkrautas 50 %, o tai panašu į degalų matuoklio pranašumą.BMS pajėgumų valdymas yra skirtas subalansuoti SOC pokyčius kiekviename paketo rinkinyje.Kadangi SOC nėra tiesiogiai išmatuojamas dydis, jį galima įvertinti įvairiais būdais, o pati balansavimo schema paprastai skirstoma į dvi pagrindines kategorijas – pasyviąją ir aktyviąją.Yra daug temų variantų, kiekvienas tipas turi privalumų ir trūkumų.BMS projektavimo inžinierius turi nuspręsti, kuris akumuliatoriaus paketas ir jo pritaikymas yra optimalus.Lengviausia įgyvendinti pasyvųjį balansavimą, taip pat paaiškinti bendrą balansavimo koncepciją.Pasyvus metodas leidžia kiekvienai kamino ląstelei turėti tokią pat įkrovimo talpą kaip ir silpniausiajai ląstelei.Naudodamas santykinai mažą srovę, įkrovimo ciklo metu jis perduoda nedidelį energijos kiekį iš aukštų SOC elementų, kad visos ląstelės būtų įkraunamos iki didžiausio SOC.4 paveiksle parodyta, kaip tai atlieka BMS.Jis stebi kiekvieną elementą ir lygiagrečiai su kiekviena ląstele naudoja tranzistoriaus jungiklį ir tinkamo dydžio iškrovos rezistorių.Kai BMS pajunta, kad tam tikra ląstelė artėja prie įkrovos ribos, ji nukreips aplink ją esančią perteklinę srovę į kitą langelį, esantį žemiau.

Balansavimo proceso galutiniai taškai prieš ir po parodyti 5 paveiksle. Apibendrinant galima pasakyti, kad BMS subalansuoja akumuliatoriaus krūvą leisdama elementui ar moduliui, esančiam krūvoje, matyti kitokią įkrovimo srovę nei paketo srovė vienu iš šių būdų:

• Pašalinamas įkrovimas iš labiausiai įkrautų elementų, o tai suteikia vietos papildomai įkrovimo srovei, kad būtų išvengta perkrovimo, o mažiau įkrauti elementai gali gauti daugiau įkrovimo srovės
• Dalies arba beveik visos įkrovimo srovės nukreipimas aplink labiausiai įkrautus elementus, taip leidžiant mažiau įkrautiems elementams gauti įkrovimo srovę ilgesnį laiką.

Baterijų valdymo sistemų tipai

Akumuliatoriaus valdymo sistemos svyruoja nuo paprastų iki sudėtingų ir gali apimti daugybę skirtingų technologijų, kad pasiektų pagrindinę direktyvą „rūpintis baterija“.Tačiau šias sistemas galima suskirstyti į kategorijas pagal jų topologiją, kuri yra susijusi su tuo, kaip jos yra įdiegtos ir veikia baterijos bloke esančiuose elementuose arba moduliuose.

Centralizuota BMS architektūra

Akumuliatoriaus bloke yra vienas centrinis BMS.Visi akumuliatorių paketai yra tiesiogiai prijungti prie centrinės BMS.Centralizuoto BMS struktūra parodyta 6 pav. Centralizuotas BMS turi tam tikrų privalumų.Jis yra kompaktiškesnis ir dažniausiai yra ekonomiškiausias, nes yra tik vienas BMS.Tačiau yra ir centralizuoto BMS trūkumų.Kadangi visi akumuliatoriai yra tiesiogiai prijungti prie BMS, BMS reikia daug prievadų, kad būtų galima prijungti visus akumuliatorių paketus.Tai reiškia, kad didelėse baterijose yra daug laidų, kabelių, jungčių ir kt., o tai apsunkina trikčių šalinimą ir priežiūrą.

Modulinė BMS topologija

Panašiai kaip centralizuotas diegimas, BMS yra padalintas į kelis dubliuotus modulius, kurių kiekvienas turi tam skirtą laidų pluoštą ir jungtis su gretima priskirta akumuliatoriaus krūvos dalimi.Žr. 7 pav. Kai kuriais atvejais šie BMS submoduliai gali būti prižiūrimi pirminio BMS modulio, kurio funkcija yra stebėti submodulių būseną ir susisiekti su periferine įranga.Dėl pasikartojančio moduliškumo trikčių šalinimas ir priežiūra yra lengvesnė, o išplėsti iki didesnių baterijų paketų yra paprasta.Neigiama yra tai, kad bendros sąnaudos yra šiek tiek didesnės ir, atsižvelgiant į programą, gali būti dubliuojamos nenaudojamos funkcijos.

Pagrindinis/pavaldinis BMS

Konceptualiai panašu į modulinę topologiją, tačiau šiuo atveju vergai labiau apsiriboja tik matavimo informacijos perdavimu, o pagrindinis įrenginys skirtas skaičiavimui ir valdymui, taip pat išoriniam ryšiui.Taigi, nors, kaip ir modulinių tipų, sąnaudos gali būti mažesnės, nes vergų funkcionalumas yra paprastesnis, greičiausiai su mažiau papildomų išlaidų ir mažiau nenaudojamų funkcijų.

Paskirstyta BMS architektūra

Labai skiriasi nuo kitų topologijų, kai elektroninė aparatinė ir programinė įranga yra įdėta į modulius, kurie susijungia su ląstelėmis per prijungtų laidų ryšulius.Paskirstytoje BMS yra visa elektroninė aparatūra valdymo plokštėje, esančioje tiesiai ant stebimo elemento arba modulio.Tai palengvina didžiąją dalį kelių jutiklių laidų ir ryšio laidų tarp gretimų BMS modulių.Todėl kiekviena BMS yra labiau savarankiška ir prireikus atlieka skaičiavimus ir ryšius.Tačiau, nepaisant šio akivaizdaus paprastumo, dėl šios integruotos formos trikčių šalinimas ir priežiūra gali būti problemiški, nes ji yra giliai skydo modulio mazgo viduje.Išlaidos taip pat paprastai būna didesnės, nes bendroje akumuliatoriaus struktūroje yra daugiau BMS.

Akumuliatoriaus valdymo sistemų svarba

Funkcinė sauga yra svarbiausia BMS.Įkrovimo ir iškrovimo metu labai svarbu neleisti, kad bet kurio elemento ar modulio įtampa, srovė ir temperatūra viršytų nustatytas SOA ribas.Jei ribos viršijamos ilgą laiką, gali kilti pavojus ne tik potencialiai brangiam akumuliatoriui, bet ir pavojingoms šiluminėms sąlygoms.Be to, taip pat griežtai stebimos žemesnės įtampos slenkstinės ribos, siekiant apsaugoti ličio jonų elementus ir funkcinę sauga.Jei ličio jonų akumuliatorius liks tokioje žemos įtampos būsenoje, ant anodo ilgainiui gali augti vario dendritai, dėl kurių gali padidėti savaiminio išsikrovimo greitis ir kilti galimų saugumo problemų.Dėl didelio ličio jonų varomų sistemų energijos tankio kainuoja mažai vietos akumuliatoriaus valdymo klaidoms.Dėl BMS ir ličio jonų patobulinimų tai yra viena iš sėkmingiausių ir saugiausių baterijų cheminių medžiagų šiandien.

Akumuliatoriaus našumas yra kita pagal svarbą BMS savybė, kuri apima elektros ir šilumos valdymą.Norint elektra optimizuoti bendrą akumuliatoriaus talpą, visi pakuotės elementai turi būti subalansuoti, o tai reiškia, kad gretimų elementų SOC visame komplekte yra maždaug lygiavertis.Tai ypač svarbu, nes ne tik galima pasiekti optimalią baterijos talpą, bet ir užkirsti kelią bendrai degradacijai ir sumažinti galimus taškus dėl per didelio silpnų elementų įkrovimo.Ličio jonų akumuliatoriai turėtų vengti išsikrovimo žemiau žemos įtampos ribos, nes tai gali sukelti atminties efektą ir didelį talpos praradimą.Elektrocheminiai procesai yra labai jautrūs temperatūrai, baterijos nėra išimtis.Kai aplinkos temperatūra nukrenta, baterijos talpa ir turima energija labai sumažėja.Todėl BMS gali įjungti išorinį linijinį šildytuvą, esantį, tarkime, elektromobilio akumuliatoriaus aušinimo skysčiu sistemoje, arba įjungiamas nuolatinio šildytuvo plokštes, sumontuotas po sraigtasparnyje ar kituose įrenginiuose esančios pakuotės moduliais. lėktuvas.Be to, kadangi šaltų ličio jonų elementų įkrovimas kenkia akumuliatoriaus veikimo trukmei, pirmiausia svarbu pakankamai pakelti akumuliatoriaus temperatūrą.Daugumos ličio jonų elementų negalima greitai įkrauti, kai jų temperatūra yra žemesnė nei 5 °C, ir apskritai neturėtų būti įkraunama, kai temperatūra žemesnė nei 0 °C.Siekiant optimalaus veikimo įprasto naudojimo metu, BMS šilumos valdymas dažnai užtikrina, kad akumuliatorius veiktų siaurame Goldilocks veikimo regione (pvz., 30–35 °C).Tai užtikrina našumą, ilgesnį tarnavimo laiką ir sveiką bei patikimą akumuliatorių.

Akumuliatoriaus valdymo sistemų privalumai

Visa akumuliatoriaus energijos kaupimo sistema, dažnai vadinama BESS, gali būti sudaryta iš dešimčių, šimtų ar net tūkstančių ličio jonų elementų, strategiškai supakuotų, priklausomai nuo taikymo.Šių sistemų vardinė įtampa gali būti mažesnė nei 100 V, bet gali siekti 800 V, o paketo maitinimo srovės svyruoja iki 300 A ar daugiau.Bet koks netinkamas aukštos įtampos bloko valdymas gali sukelti gyvybei pavojingą, katastrofišką nelaimę.Todėl BMS yra labai svarbios siekiant užtikrinti saugų veikimą.BMS privalumus galima apibendrinti taip.

• Funkcinė sauga.Didelio formato ličio jonų akumuliatorių paketams tai ypač svarbu ir svarbu.Tačiau net mažesni formatai, naudojami, pavyzdžiui, nešiojamuosiuose kompiuteriuose, užsiliepsnoja ir padaro didžiulę žalą.Produktų, kuriuose yra ličio jonų maitinamų sistemų, naudotojų asmeninis saugumas palieka mažai vietos akumuliatoriaus valdymo klaidoms.
• Gyvenimo trukmė ir patikimumas.Akumuliatoriaus bloko apsaugos valdymas, elektrinis ir terminis, užtikrina, kad visi elementai būtų naudojami laikantis deklaruotų SOA reikalavimų.Ši subtili priežiūra užtikrina, kad elementai būtų apsaugoti nuo agresyvaus naudojimo ir greito įkrovimo bei iškrovimo dviračių, o tai neišvengiamai lemia stabilią sistemą, kuri gali patikimai tarnauti daugelį metų.
• Našumas ir diapazonas.BMS baterijų bloko talpos valdymas, kai naudojamas elementų ir elementų balansavimas, siekiant išlyginti gretimų elementų SOC visame bloko bloke, leidžia realizuoti optimalią akumuliatoriaus talpą.Be šios BMS funkcijos, kuri atsižvelgtų į savaiminio išsikrovimo, įkrovimo / iškrovimo ciklo, temperatūros poveikio ir bendro senėjimo pokyčius, akumuliatoriaus blokas ilgainiui gali tapti nenaudingas.
• Diagnostika, duomenų rinkimas ir išorinis ryšys.Priežiūros užduotys apima nuolatinį visų akumuliatoriaus elementų stebėjimą, kai duomenų registravimas gali būti naudojamas diagnostikai, bet dažnai yra skirtas skaičiavimo užduočiai, siekiant įvertinti visų mazgo elementų SOC.Ši informacija naudojama balansavimo algoritmams, tačiau kartu gali būti perduodama išoriniams įrenginiams ir ekranams, kad būtų nurodyta nuolatinė turima energija, apskaičiuotas numatomas atstumas arba diapazonas / tarnavimo laikas, remiantis dabartiniu naudojimu, ir pateikiama akumuliatoriaus būklės būklė.
• Išlaidų ir garantijos sumažinimas.BMS įdiegimas į BESS padidina išlaidas, o baterijos yra brangios ir potencialiai pavojingos.Kuo sudėtingesnė sistema, tuo aukštesni saugos reikalavimai, todėl reikia daugiau BMS priežiūros.Tačiau BMS apsauga ir prevencinė priežiūra, susijusi su funkcine sauga, eksploatavimo trukme ir patikimumu, našumu ir diapazonu, diagnostika ir kt., garantuoja, kad jis sumažins bendras išlaidas, įskaitant susijusias su garantija.

Baterijų valdymo sistemos ir santrauka

Modeliavimas yra vertingas BMS projektavimo sąjungininkas, ypač kai jis taikomas tiriant ir sprendžiant projektavimo iššūkius aparatinės įrangos kūrimo, prototipų kūrimo ir testavimo srityse.Naudojant tikslų ličio jonų elementų modelį, BMS architektūros modeliavimo modelis yra vykdomoji specifikacija, pripažinta virtualiu prototipu.Be to, modeliavimas leidžia neskausmingai ištirti BMS priežiūros funkcijų variantus pagal skirtingus akumuliatoriaus ir aplinkos veikimo scenarijus.Diegimo problemas galima aptikti ir ištirti labai anksti, o tai leidžia patikrinti našumo ir funkcinės saugos patobulinimus prieš įdiegiant tikrąjį aparatinės įrangos prototipą.Tai sumažina kūrimo laiką ir padeda užtikrinti, kad pirmasis aparatinės įrangos prototipas bus tvirtas.Be to, daugelis autentifikavimo testų, įskaitant blogiausio atvejo scenarijus, gali būti atliekami naudojant BMS ir akumuliatorių, kai jie atliekami fiziškai tikroviškose įterptosios sistemos programose.

Santrauka SaberRDSiūlo plačias elektrinių, skaitmeninių, valdymo ir šiluminių hidraulinių modelių bibliotekas, kad įgalintų inžinierius, besidominčius BMS ir baterijų blokų projektavimu ir plėtra.Yra įrankių, leidžiančių greitai generuoti modelius iš pagrindinių duomenų lapo specifikacijų ir matavimo kreivių daugeliui elektroninių prietaisų ir įvairių tipų akumuliatorių.Statistinė, įtempių ir gedimų analizė leidžia patikrinti veikimo regiono spektrus, įskaitant ribines sritis, kad būtų užtikrintas bendras BMS patikimumas.Be to, siūloma daug dizaino pavyzdžių, kad vartotojai galėtų greitai pradėti projektą ir greitai pasiekti reikiamus atsakymus iš modeliavimo.