Kas ir akumulatora pārvaldības sistēma?

Definīcija

Akumulatora pārvaldības sistēma (BMS) ir tehnoloģija, kas paredzēta akumulatoru bloka uzraudzībai, kas ir akumulatora elementu komplekts, kas elektriski sakārtots rindas x kolonnas matricas konfigurācijā, lai nodrošinātu mērķa sprieguma un strāvas diapazona piegādi noteiktā laika periodā pret paredzamās slodzes scenāriji.BMS nodrošinātā pārraudzība parasti ietver:

• Akumulatora uzraudzība
• Nodrošina akumulatora aizsardzību
• Akumulatora darbības stāvokļa novērtēšana
• Pastāvīga akumulatora veiktspējas optimizēšana
• Ziņošana par darbības stāvokli ārējām ierīcēm

Šeit termins “akumulators” nozīmē visu iepakojumu;tomēr uzraudzības un kontroles funkcijas ir īpaši piemērotas atsevišķām šūnām vai šūnu grupām, ko sauc par moduļiem kopējā akumulatora komplektā.Litija jonu uzlādējamām šūnām ir visaugstākais enerģijas blīvums, un tās ir standarta izvēle akumulatoru komplektiem daudziem patēriņa produktiem, sākot no klēpjdatoriem līdz elektriskajiem transportlīdzekļiem.Lai gan tie darbojas lieliski, tie var būt diezgan nepielūdzami, ja tie tiek darbināti ārpus vispārēji šauras drošas darbības zonas (SOA), un iznākumi var būt no akumulatora veiktspējas pasliktināšanās līdz pat pilnīgi bīstamām sekām.BMS noteikti ir sarežģīts darba apraksts, un tā vispārējā sarežģītība un pārraudzība var aptvert daudzas disciplīnas, piemēram, elektrisko, digitālo, vadības, termisko un hidraulisko.

Kā darbojas akumulatoru pārvaldības sistēmas?

Akumulatora pārvaldības sistēmām nav noteikta vai unikāla kritēriju kopuma, kas būtu jāpieņem.Tehnoloģijas dizaina apjoms un ieviestās funkcijas parasti korelē ar:

• Akumulatora komplekta izmaksas, sarežģītība un izmērs
• Akumulatora lietošana un visas drošības, kalpošanas laika un garantijas problēmas
• Sertifikācijas prasības no dažādiem valdības noteikumiem, kur izmaksas un sodi ir vissvarīgākie, ja ir ieviesti neatbilstoši funkcionālās drošības pasākumi

Ir daudz BMS dizaina funkciju, un akumulatora bloka aizsardzības pārvaldība un jaudas pārvaldība ir divas būtiskas funkcijas.Šeit mēs apspriedīsim, kā šīs divas funkcijas darbojas.Akumulatora bloka aizsardzības pārvaldībai ir divas galvenās jomas: elektriskā aizsardzība, kas nozīmē neļaut akumulatoru sabojāt, lietojot ārpus tā SOA, un termiskā aizsardzība, kas ietver pasīvu un/vai aktīvu temperatūras kontroli, lai uzturētu vai ievietotu akumulatoru savā SOA.

Elektriskās vadības aizsardzība: strāva

Akumulatora bloka strāvas un elementu vai moduļu sprieguma uzraudzība ir ceļš uz elektrisko aizsardzību.Jebkuras akumulatora elementa elektriskā SOA ir saistīta ar strāvu un spriegumu.1. attēlā ir attēlots tipisks litija jonu elementa SOA, un labi izstrādāta BMS aizsargās pakotni, novēršot darbību ārpus ražotāja noteiktajiem elementu novērtējumiem.Daudzos gadījumos var tikt piemērota papildu samazināšana, lai uzturētos SOA drošajā zonā, lai palielinātu akumulatora darbības laiku.

Litija jonu elementiem ir atšķirīgi strāvas ierobežojumi uzlādei nekā izlādei, un abi režīmi var izturēt lielākas maksimālās strāvas, lai gan īslaicīgi.Akumulatoru elementu ražotāji parasti nosaka maksimālos nepārtrauktās uzlādes un izlādes strāvas ierobežojumus, kā arī maksimālās uzlādes un izlādes strāvas ierobežojumus.BMS, kas nodrošina strāvas aizsardzību, noteikti izmantos maksimālo nepārtraukto strāvu.Tomēr tas var būt pirms tam, lai ņemtu vērā pēkšņas slodzes apstākļu izmaiņas;piemēram, elektriskā transportlīdzekļa straujš paātrinājums.BMS var ietvert maksimālās strāvas uzraudzību, integrējot strāvu un pēc trīsstūra laika, nolemjot vai nu samazināt pieejamo strāvu, vai vispār pārtraukt bloka strāvu.Tas ļauj BMS iegūt gandrīz acumirklīgu jutību pret ekstremāliem strāvas maksimumiem, piemēram, īssavienojumu, kas nav pievērsis neviena pastāvīgā drošinātāja uzmanību, kā arī būt piedodošs pret augstām pīķa prasībām, ja vien tās nav pārmērīgas. garš.

Elektriskās vadības aizsardzība: Spriegums

2. attēlā parādīts, ka litija jonu elementam jādarbojas noteiktā sprieguma diapazonā.Šīs SOA robežas galu galā noteiks izvēlētās litija jonu šūnas iekšējā ķīmija un šūnu temperatūra jebkurā laikā.Turklāt, tā kā jebkurš akumulators piedzīvo ievērojamu strāvas ciklu, izlādēšanos slodzes prasību dēļ un uzlādi no dažādiem enerģijas avotiem, šie SOA sprieguma ierobežojumi parasti ir vēl vairāk ierobežoti, lai optimizētu akumulatora darbības ilgumu.BMS ir jāzina, kas ir šīs robežas, un tā pieņems lēmumus, pamatojoties uz šo sliekšņu tuvumu.Piemēram, tuvojoties augsta sprieguma robežai, BMS var pieprasīt pakāpenisku lādēšanas strāvas samazināšanu vai var pieprasīt vispār pārtraukt uzlādes strāvu, ja tiek sasniegta robeža.Tomēr šim ierobežojumam parasti ir pievienoti papildu iekšējā sprieguma histerēzes apsvērumi, lai novērstu kontroles pļāpāšanu par izslēgšanas slieksni.No otras puses, tuvojoties zemsprieguma robežai, BMS pieprasīs, lai galvenās aktīvās pārkāpjošās slodzes samazinātu to pašreizējās prasības.Elektriskā transportlīdzekļa gadījumā to var izdarīt, samazinot vilces motoram pieejamo atļauto griezes momentu.Protams, BMS ir jāuzskata par galveno prioritāti vadītāja drošības apsvērumi, vienlaikus aizsargājot akumulatoru, lai novērstu neatgriezeniskus bojājumus.

Termiskās pārvaldības aizsardzība: temperatūra

Nominālvērtībā var šķist, ka litija jonu elementiem ir plašs temperatūras darbības diapazons, bet kopējā akumulatora jauda samazinās zemā temperatūrā, jo ķīmiskās reakcijas ātrums ievērojami palēninās.Attiecībā uz spēju zemā temperatūrā tie darbojas daudz labāk nekā svina-skābes vai NiMh akumulatori;tomēr temperatūras pārvaldība ir apdomīga, jo uzlāde zem 0 °C (32 °F) ir fiziski problemātiska.Metāliskā litija pārklājuma parādība var rasties uz anoda lādēšanas laikā.Tas ir neatgriezenisks bojājums, un tas ne tikai samazina kapacitāti, bet arī šūnas ir neaizsargātākas pret atteici, ja tās tiek pakļautas vibrācijai vai citiem stresa apstākļiem.BMS var kontrolēt akumulatora temperatūru, izmantojot sildīšanu un dzesēšanu.

Realizētā siltuma pārvaldība ir pilnībā atkarīga no akumulatora lieluma un izmaksām un veiktspējas mērķiem, BMS un produkta vienības dizaina kritērijiem, kas var ietvert mērķa ģeogrāfiskā reģiona (piemēram, Aļaskas pret Havaju salām) apsvēršanu.Neatkarīgi no sildītāja veida parasti ir efektīvāk iegūt enerģiju no ārēja maiņstrāvas avota vai alternatīva akumulatora, kas paredzēts sildītāja darbināšanai, kad nepieciešams.Tomēr, ja elektriskajam sildītājam ir pieticīgs strāvas patēriņš, enerģiju no primārā akumulatora bloka var izvadīt, lai sildītu sevi.Ja ir ieviesta termiskā hidrauliskā sistēma, dzesēšanas šķidruma sildīšanai tiek izmantots elektriskais sildītājs, kas tiek sūknēts un sadalīts visā iepakojuma komplektā.

BMS projektēšanas inženieriem neapšaubāmi ir savas dizaina nozares viltības, lai siltumenerģiju iepludinātu iepakojumā.Piemēram, BMS iekšienē var ieslēgt dažādu jaudas elektroniku, kas paredzēta jaudas pārvaldībai.Lai gan tas nav tik efektīvs kā tiešā apkure, to var izmantot neatkarīgi no tā.Dzesēšana ir īpaši svarīga, lai samazinātu litija jonu akumulatora veiktspējas zudumu.Piemēram, iespējams, dotais akumulators optimāli darbojas 20°C temperatūrā;ja iepakojuma temperatūra paaugstinās līdz 30°C, tā veiktspējas efektivitāte var samazināties pat par 20%.Ja komplekts tiek nepārtraukti uzlādēts un atkārtoti uzlādēts 45°C (113°F), veiktspējas zudums var pieaugt līdz pat 50%.Akumulatora darbības laiks var ciest arī no priekšlaicīgas novecošanas un pasliktināšanās, ja tas pastāvīgi tiek pakļauts pārmērīgai karstuma iedarbībai, īpaši ātras uzlādes un izlādes ciklu laikā.Dzesēšanu parasti panāk ar divām metodēm — pasīvo vai aktīvo, un var izmantot abas metodes.Pasīvā dzesēšana ir atkarīga no gaisa plūsmas kustības, lai atdzesētu akumulatoru.Elektriskā transportlīdzekļa gadījumā tas nozīmē, ka tas vienkārši pārvietojas pa ceļu.Tomēr tas var būt sarežģītāks, nekā šķiet, jo gaisa ātruma sensorus varētu integrēt, lai stratēģiski automātiski pielāgotu novirzošos gaisa aizsprostus, lai palielinātu gaisa plūsmu.Aktīva temperatūras regulējama ventilatora ieviešana var palīdzēt pie maziem ātrumiem vai tad, kad transportlīdzeklis ir apstājies, taču tas viss var tikai izlīdzināt iepakojumu ar apkārtējo apkārtējās vides temperatūru.Dedzinoši karstas dienas gadījumā tas var paaugstināt sākotnējo iepakojuma temperatūru.Termiski hidraulisko aktīvo dzesēšanu var konstruēt kā papildu sistēmu, un tajā parasti tiek izmantots etilēnglikola dzesēšanas šķidrums ar noteiktu maisījuma attiecību, ko cirkulē ar elektromotora darbināmu sūkni caur caurulēm/šļūtenēm, sadales kolektoriem, šķērsplūsmas siltummaini (radiatoru) , un dzesēšanas plāksne atrodas pret akumulatora bloku.BMS uzrauga temperatūru visā iepakojumā un atver un aizver dažādus vārstus, lai uzturētu kopējā akumulatora temperatūru šaurā temperatūras diapazonā, lai nodrošinātu optimālu akumulatora darbību.

Jaudas vadība

Akumulatora jaudas palielināšana neapšaubāmi ir viena no vissvarīgākajām akumulatora veiktspējas funkcijām, ko nodrošina BMS.Ja šī apkope netiek veikta, akumulators galu galā var kļūt nederīgs.Problēmas cēlonis ir tas, ka akumulatoru komplekta “kaudze” (šūnu sērija) nav pilnīgi vienāda, un tai pēc būtības ir nedaudz atšķirīgs noplūdes vai pašizlādes ātrums.Noplūde nav ražotāja defekts, bet gan akumulatora ķīmiskās īpašības, lai gan to statistiski var ietekmēt nelielas ražošanas procesa izmaiņas.Sākotnēji akumulatoram var būt labi saskaņotas šūnas, taču laika gaitā šūnu līdzība vēl vairāk pasliktinās ne tikai pašizlādes dēļ, bet arī uzlādes/izlādes cikla, paaugstinātas temperatūras un vispārējās kalendāra novecošanas ietekmē.To saprotot, atcerieties diskusiju par to, ka litija jonu šūnas darbojas lieliski, taču tās var būt diezgan nepiedodošas, ja tās darbojas ārpus stingras SOA.Iepriekš mēs uzzinājām par nepieciešamo elektrisko aizsardzību, jo litija jonu elementi slikti tiek galā ar pārmērīgu uzlādi.Kad tie ir pilnībā uzlādēti, tie vairs nevar pieņemt strāvu, un jebkura papildu enerģija, kas tajā tiek iespiesta, tiek pārveidota karstumā, un spriegums, iespējams, strauji pieaugs, iespējams, līdz bīstamam līmenim.Tā nav veselīga situācija šūnai un var izraisīt neatgriezeniskus bojājumus un nedrošus darbības apstākļus, ja tā turpināsies.

Akumulatoru bloku sērijas šūnu bloks nosaka kopējo pakotnes spriegumu, un neatbilstība starp blakus esošajām šūnām rada dilemmu, mēģinot uzlādēt jebkuru skursteni.3. attēlā parādīts, kāpēc tas tā ir.Ja ir ideāli līdzsvarots šūnu komplekts, viss ir kārtībā, jo katrs uzlādējas vienādi, un uzlādes strāva var tikt pārtraukta, kad tiek sasniegts augšējais 4,0 sprieguma atslēgšanas slieksnis.Tomēr nelīdzsvarotā scenārijā augšējā šūna agri sasniegs uzlādes robežu, un uzlādes strāva ir jāpārtrauc kājai, pirms citas pamata šūnas tiks uzlādētas līdz pilnai jaudai.

BMS ir tas, kas iedarbojas un ietaupa dienu vai šajā gadījumā akumulatoru.Lai parādītu, kā tas darbojas, ir jāpaskaidro galvenā definīcija.Elementa vai moduļa uzlādes stāvoklis (SOC) noteiktā laikā ir proporcionāls pieejamajai uzlādei attiecībā pret kopējo uzlādi, kad tas ir pilnībā uzlādēts.Tādējādi akumulators, kurā ir 50% SOC, nozīmē, ka tas ir uzlādēts par 50%, kas ir līdzīgs degvielas līmeņa rādītājam.BMS jaudas pārvaldība ir saistīta ar SOC variāciju līdzsvarošanu katrā komplekta komplektā.Tā kā SOC nav tieši izmērāms lielums, to var novērtēt ar dažādiem paņēmieniem, un pati balansēšanas shēma parasti iedalās divās galvenajās kategorijās – pasīvajā un aktīvajā.Ir daudz tēmu variāciju, un katram veidam ir plusi un mīnusi.BMS projektēšanas inženiera ziņā ir izlemt, kurš ir optimālākais konkrētajam akumulatora blokam un tā pielietojumam.Visvieglāk ir īstenot pasīvo balansēšanu, kā arī izskaidrot vispārējo balansēšanas koncepciju.Pasīvā metode ļauj katrai kaudzes šūnai nodrošināt tādu pašu uzlādes jaudu kā vājākajai šūnai.Izmantojot salīdzinoši zemu strāvu, tas lādēšanas cikla laikā pārnes nelielu enerģijas daudzumu no augstām SOC šūnām, lai visas šūnas uzlādētos līdz maksimālajam SOC līmenim.4. attēlā parādīts, kā to panāk BMS.Tas uzrauga katru šūnu un paralēli katrai šūnai izmanto tranzistora slēdzi un atbilstoša izmēra izlādes rezistoru.Kad BMS konstatē, ka dotā šūna tuvojas uzlādes robežai, tā no augšas uz leju novirzīs lieko strāvu ap to uz nākamo šūnu zemāk.

Līdzsvarošanas procesa beigu punkti pirms un pēc ir parādīti 5. attēlā. Rezumējot, BMS līdzsvaro akumulatora skursteni, ļaujot skursteņa elementam vai modulim redzēt lādēšanas strāvu, kas atšķiras no bloka strāvas vienā no šiem veidiem:

• Uzlādes noņemšana no visvairāk uzlādētajām šūnām, kas dod vietu papildu uzlādes strāvai, lai novērstu pārlādēšanu, un ļauj mazāk uzlādētajām šūnām saņemt lielāku uzlādes strāvu
• Dažas vai gandrīz visas uzlādes strāvas novirzīšana ap visvairāk uzlādētajām šūnām, tādējādi ļaujot mazāk uzlādētajām šūnām saņemt uzlādes strāvu ilgāku laiku

Akumulatoru vadības sistēmu veidi

Akumulatora pārvaldības sistēmas ir no vienkāršas līdz sarežģītas, un tās var ietvert plašu dažādu tehnoloģiju klāstu, lai sasniegtu savu galveno direktīvu “rūpēties par akumulatoru”.Tomēr šīs sistēmas var iedalīt kategorijās, pamatojoties uz to topoloģiju, kas attiecas uz to, kā tās ir uzstādītas un darbojas uz elementiem vai moduļiem visā akumulatora komplektā.

Centralizēta BMS arhitektūra

Akumulatora blokā ir viens centrālais BMS.Visas akumulatoru paketes ir tieši savienotas ar centrālo BMS.Centralizētās BMS struktūra ir parādīta 6. attēlā. Centralizētajai BMS ir dažas priekšrocības.Tas ir kompaktāks un mēdz būt visekonomiskākais, jo ir tikai viens BMS.Tomēr centralizētajai BMS ir trūkumi.Tā kā visas baterijas ir tieši savienotas ar BMS, BMS ir nepieciešams daudz pieslēgvietu, lai izveidotu savienojumu ar visiem akumulatoru komplektiem.Tas nozīmē, ka lielos akumulatoru komplektos ir daudz vadu, kabeļu, savienotāju utt., kas sarežģī gan problēmu novēršanu, gan apkopi.

Modulārā BMS topoloģija

Līdzīgi kā centralizētā ieviešanā, BMS ir sadalīts vairākos dublētos moduļos, katram no kuriem ir īpašs vadu komplekts un savienojumi ar blakus piešķirto akumulatora skursteņa daļu.Skatīt 7. attēlu. Dažos gadījumos šie BMS apakšmoduļi var būt pakļauti primārā BMS moduļa uzraudzībai, kuras funkcija ir uzraudzīt apakšmoduļu statusu un sazināties ar perifērijas aprīkojumu.Pateicoties dublētajai modularitātei, problēmu novēršana un apkope ir vienkāršāka, un paplašināšana uz lielākiem akumulatoru komplektiem ir vienkārša.Trūkums ir tāds, ka kopējās izmaksas ir nedaudz augstākas, un atkarībā no lietojumprogrammas var būt dublēta neizmantota funkcionalitāte.

Primārā/pakārtotā BMS

Konceptuāli līdzīgi kā modulārajai topoloģijai, tomēr šajā gadījumā vergi vairāk aprobežojas ar tikai mērījumu informācijas pārsūtīšanu, un galvenais ir paredzēts skaitļošanai un kontrolei, kā arī ārējai komunikācijai.Tātad, lai gan tāpat kā moduļu tipiem, izmaksas var būt zemākas, jo vergu funkcionalitāte mēdz būt vienkāršāka, ar mazākām izmaksām un mazāk neizmantotu funkciju.

Izplatītā BMS arhitektūra

Ievērojami atšķiras no citām topoloģijām, kur elektroniskā aparatūra un programmatūra ir iekapsulētas moduļos, kas saskaras ar šūnām, izmantojot pievienoto vadu saišķus.Izkliedētā BMS ietver visu elektronisko aparatūru uz vadības paneļa, kas atrodas tieši uz pārraudzītās šūnas vai moduļa.Tas atvieglo lielāko daļu kabeļu pieslēguma dažiem sensoru vadiem un sakaru vadiem starp blakus esošajiem BMS moduļiem.Līdz ar to katra BMS ir vairāk autonoma un apstrādā aprēķinus un sakarus pēc vajadzības.Tomēr, neskatoties uz šo šķietamo vienkāršību, šī integrētā forma padara problēmu novēršanu un apkopi potenciāli problemātisku, jo tā atrodas dziļi vairoga moduļa komplektā.Izmaksas mēdz būt arī augstākas, jo kopējā akumulatora bloka struktūrā ir vairāk BMS.

Akumulatora pārvaldības sistēmu nozīme

Funkcionālā drošība ir vissvarīgākā BMS.Uzlādes un izlādes darbības laikā ir ļoti svarīgi nepieļaut, ka jebkuras šūnas vai moduļa, kas atrodas uzraudzības kontrolē, spriegums, strāva un temperatūra pārsniedz noteiktās SOA robežas.Ja limiti tiek pārsniegti uz ilgu laiku, tiek apdraudēts ne tikai potenciāli dārgs akumulatoru komplekts, bet arī var rasties bīstami termiski izplūdes apstākļi.Turklāt litija jonu elementu aizsardzībai un funkcionālajai drošībai tiek stingri uzraudzīti arī zemāki sprieguma sliekšņa ierobežojumi.Ja litija jonu akumulators paliek šajā zemsprieguma stāvoklī, uz anoda galu galā var izaugt vara dendriti, kas var izraisīt paaugstinātu pašizlādes ātrumu un radīt iespējamās drošības problēmas.Ar litija jonu darbināmu sistēmu lielais enerģijas blīvums ir par cenu, kas atstāj maz vietas akumulatora pārvaldības kļūdām.Pateicoties BMS un litija jonu uzlabojumiem, šī ir viena no veiksmīgākajām un drošākajām mūsdienās pieejamajām akumulatoru ķīmijām.

Akumulatora veiktspēja ir nākamā augstākā svarīgā BMS īpašība, un tas ietver elektrisko un siltuma pārvaldību.Lai elektriski optimizētu kopējo akumulatora ietilpību, visām komplektā esošajām šūnām ir jābūt līdzsvarotām, kas nozīmē, ka blakus esošo elementu SOC visā montāžā ir aptuveni līdzvērtīgs.Tas ir ārkārtīgi svarīgi, jo ne tikai var nodrošināt optimālu akumulatora ietilpību, bet arī palīdz novērst vispārēju noārdīšanos un samazina potenciālos karstos punktus no vāju elementu pārlādēšanas.Litija jonu akumulatoriem ir jāizvairās no izlādes zem zema sprieguma robežām, jo ​​tas var izraisīt atmiņas efektus un ievērojamu jaudas zudumu.Elektroķīmiskie procesi ir ļoti jutīgi pret temperatūru, un baterijas nav izņēmums.Kad vides temperatūra pazeminās, akumulatora jauda un pieejamā enerģija ievērojami samazinās.Līdz ar to BMS var iedarbināt ārēju līnijas sildītāju, kas atrodas, piemēram, uz elektriskā transportlīdzekļa akumulatora bloka šķidruma dzesēšanas sistēmas, vai ieslēdzamas pastāvīgas sildītāja plāksnes, kas ir uzstādītas zem helikopterā vai citā iestrādātā komplekta moduļiem. lidmašīna.Turklāt, tā kā aukstu litija jonu elementu uzlāde negatīvi ietekmē akumulatora darbības laiku, ir svarīgi vispirms pietiekami paaugstināt akumulatora temperatūru.Lielāko daļu litija jonu elementu nevar ātri uzlādēt, ja to temperatūra ir zemāka par 5°C, un tos nevajadzētu uzlādēt vispār, ja temperatūra ir zemāka par 0°C.Lai nodrošinātu optimālu veiktspēju parastas ekspluatācijas laikā, BMS siltuma vadība bieži nodrošina, ka akumulators darbojas šaurā Goldilocks darbības reģionā (piemēram, 30–35 °C).Tas nodrošina veiktspēju, veicina ilgāku kalpošanas laiku un veicina veselīgu, uzticamu akumulatoru.

Akumulatora pārvaldības sistēmu priekšrocības

Visa akumulatora enerģijas uzglabāšanas sistēma, ko bieži dēvē par BESS, atkarībā no lietojuma var sastāvēt no desmitiem, simtiem vai pat tūkstošiem litija jonu elementu, kas ir stratēģiski iesaiņoti kopā.Šo sistēmu nominālais spriegums var būt mazāks par 100 V, bet tas var būt pat 800 V, ar bloka barošanas strāvu 300 A vai vairāk.Jebkura nepareiza augstsprieguma bloka pārvaldība var izraisīt dzīvībai bīstamu, katastrofālu katastrofu.Līdz ar to BMS ir ārkārtīgi svarīgas, lai nodrošinātu drošu darbību.BMS priekšrocības var apkopot šādi.

• Funkcionālā drošība.Lielformāta litija jonu akumulatoriem tas ir īpaši piesardzīgi un svarīgi.Taču ir zināms, ka pat mazāki formāti, kas tiek izmantoti, piemēram, klēpjdatoros, aizdegas un rada milzīgus bojājumus.To izstrādājumu lietotāju personiskā drošība, kuros ir iekļautas ar litija jonu darbināmas sistēmas, atstāj maz vietas akumulatora pārvaldības kļūdām.
• Dzīves ilgums un uzticamība.Akumulatora bloka aizsardzības pārvaldība, elektriskā un termiskā, nodrošina, ka visas šūnas tiek izmantotas saskaņā ar deklarētajām SOA prasībām.Šī smalkā pārraudzība nodrošina, ka šūnas tiek aizsargātas pret agresīvu lietošanu un ātru uzlādi un izlādēšanu, kā arī neizbēgami rada stabilu sistēmu, kas, iespējams, nodrošinās uzticamu servisu daudzus gadus.
• Veiktspēja un diapazons.BMS akumulatora jaudas pārvaldība, kurā tiek izmantota šūnu līdzsvarošana, lai izlīdzinātu blakus esošo elementu SOC visā bloka komplektā, ļauj realizēt optimālu akumulatora jaudu.Bez šīs BMS funkcijas, kas ņem vērā pašizlādes, uzlādes/izlādes cikla, temperatūras ietekmes un vispārējas novecošanas atšķirības, akumulators galu galā var kļūt nederīgs.
• Diagnostika, datu vākšana un ārējā komunikācija.Uzraudzības uzdevumi ietver nepārtrauktu visu akumulatora elementu uzraudzību, kur datu reģistrēšanu var izmantot atsevišķi diagnostikai, bet bieži vien tie ir paredzēti skaitļošanas uzdevumam, lai novērtētu visu bloka elementu SOC.Šī informācija tiek izmantota līdzsvarošanas algoritmiem, taču to var pārsūtīt uz ārējām ierīcēm un displejiem, lai norādītu pastāvīgo pieejamo enerģiju, novērtētu paredzamo diapazonu vai diapazonu/darba laiku, pamatojoties uz pašreizējo lietojumu, un nodrošinātu akumulatora veselības stāvokli.
• Izmaksu un garantijas samazināšana.BMS ieviešana BESS palielina izmaksas, un akumulatori ir dārgi un potenciāli bīstami.Jo sarežģītāka ir sistēma, jo augstākas ir drošības prasības, kā rezultātā ir nepieciešama lielāka BMS uzraudzības klātbūtne.Taču BMS aizsardzība un profilaktiskā apkope attiecībā uz funkcionālo drošību, kalpošanas laiku un uzticamību, veiktspēju un diapazonu, diagnostiku utt. garantē, ka tas samazinās kopējās izmaksas, tostarp tās, kas saistītas ar garantiju.

Akumulatoru pārvaldības sistēmas un kopsavilkums

Simulācija ir vērtīgs sabiedrotais BMS projektēšanā, jo īpaši, ja to izmanto, lai izpētītu un risinātu dizaina problēmas aparatūras izstrādes, prototipēšanas un testēšanas jomā.Izmantojot precīzu litija jonu šūnu modeli, BMS arhitektūras simulācijas modelis ir izpildāmā specifikācija, kas tiek atzīta par virtuālo prototipu.Turklāt simulācija ļauj nesāpīgi izpētīt BMS pārraudzības funkciju variantus dažādos akumulatora un vides darbības scenārijos.Ieviešanas problēmas var atklāt un izmeklēt ļoti agri, kas ļauj pārbaudīt veiktspējas un funkcionālās drošības uzlabojumus pirms ieviešanas reālajā aparatūras prototipā.Tas samazina izstrādes laiku un palīdz nodrošināt, ka pirmais aparatūras prototips būs izturīgs.Turklāt daudzus autentifikācijas testus, tostarp sliktāko scenāriju, var veikt BMS un akumulatora blokam, ja tos izmanto fiziski reālistiskās iegultās sistēmas lietojumprogrammās.

Anotācija SaberRDpiedāvā plašas elektrisko, digitālo, vadības un termisko hidraulisko modeļu bibliotēkas, lai pilnvarotu inženierus, kuri interesējas par BMS un akumulatoru komplektu projektēšanu un izstrādi.Ir pieejami rīki, lai ātri ģenerētu modeļus no pamata datu lapu specifikācijām un mērījumu līknēm daudzām elektroniskām ierīcēm un dažādiem akumulatoru ķīmijas veidiem.Statistikas, stresa un kļūdu analīzes ļauj pārbaudīt darbības reģiona spektrus, tostarp robežzonas, lai nodrošinātu vispārējo BMS uzticamību.Turklāt tiek piedāvāti daudzi dizaina piemēri, lai lietotāji varētu ātri uzsākt projektu un ātri sasniegt atbildes, kas vajadzīgas no simulācijas.