Батерейны удирдлагын систем гэж юу вэ?

Тодорхойлолт

Батерейны удирдлагын систем (BMS) нь батерейны багцад хяналт тавихад зориулагдсан технологи бөгөөд батерейны эсүүдийн угсралт бөгөөд шугам х баганын матрицын тохиргоонд цахилгаанаар зохион байгуулагдсан хүчдэл ба гүйдлийн зорилтот мужийг тодорхой хугацааны туршид дамжуулах боломжийг олгодог. хүлээгдэж буй ачааллын хувилбарууд.BMS-ийн хангадаг хяналт нь ихэвчлэн дараахь зүйлийг агуулдаг.

• Батерейг хянах
• Батерейны хамгаалалтыг хангах
• Батерейны үйл ажиллагааны төлөвийг тооцоолох
• Батерейны ажиллагааг тасралтгүй оновчтой болгох
• Үйл ажиллагааны төлөвийг гадаад төхөөрөмжид мэдээлэх

Энд "батерей" гэсэн нэр томъёо нь бүхэл бүтэн багцыг илэрхийлдэг;Гэсэн хэдий ч хяналт ба хяналтын функцууд нь тусдаа эсүүд эсвэл батерейны багцын модуль гэж нэрлэгддэг бүлэг эсүүдэд тусгайлан хэрэглэгдэх болно.Лити-ион цэнэглэдэг эсүүд нь эрчим хүчний хамгийн өндөр нягтралтай бөгөөд зөөврийн компьютерээс цахилгаан тээврийн хэрэгсэл хүртэлх өргөн хэрэглээний бүтээгдэхүүний батерейны стандарт сонголт юм.Тэд гайхалтай гүйцэтгэлтэй ч, ерөнхийдөө нягт аюулгүй ажиллагааны бүсээс (SOA) гадуур ажиллавал батерейны гүйцэтгэлийг алдагдуулахаас эхлээд аюултай үр дагаварт хүргэх хүртэл өршөөлгүй байж болно.BMS нь мэдээжийн хэрэг хэцүү ажлын байрны тодорхойлолттой бөгөөд түүний ерөнхий нарийн төвөгтэй байдал, хяналт шалгалт нь цахилгаан, дижитал, удирдлага, дулааны болон гидравлик зэрэг олон салбарыг хамардаг.

Батерейны удирдлагын систем хэрхэн ажилладаг вэ?

Батерейны удирдлагын системд заавал дагаж мөрдөх тогтсон эсвэл өвөрмөц шалгуур байдаггүй.Технологийн дизайны цар хүрээ болон хэрэгжсэн шинж чанарууд нь ерөнхийдөө дараах байдалтай холбоотой байдаг.

• Зайны багцын өртөг, нарийн төвөгтэй байдал, хэмжээ
• Батерейг ашиглах, аюулгүй байдал, ашиглалтын хугацаа, баталгаат асуудал
• Функциональ аюулгүй байдлын арга хэмжээ хангалтгүй байгаа тохиолдолд зардал, торгууль хамгийн чухал байдаг засгийн газрын янз бүрийн зохицуулалтын гэрчилгээний шаардлага

BMS-ийн дизайны олон боломжууд байдаг бөгөөд батерейны хамгаалалтын менежмент ба хүчин чадлын менежмент нь хоёр чухал шинж чанар юм.Эдгээр хоёр функц хэрхэн ажилладаг талаар бид энд ярилцах болно.Батерейны хамгаалалтын менежмент нь хоёр үндсэн талбартай: цахилгаан хамгаалалт нь батерейг SOA-аас гадуур ашиглах замаар гэмтээхгүй байхыг хэлдэг бөгөөд дулааны хамгаалалт нь багцыг хадгалах эсвэл SOA-д оруулах идэвхгүй ба/эсвэл идэвхтэй температурын хяналтыг хамардаг.

Цахилгааны удирдлагын хамгаалалт: Гүйдэл

Батерейны гүйдэл, үүр эсвэл модулийн хүчдэлийг хянах нь цахилгааны хамгаалалтад хүрэх зам юм.Аливаа батерейны цахилгаан SOA нь гүйдэл ба хүчдэлд холбогддог.Зураг 1-д ердийн лити-ион эсийн SOA-г харуулсан бөгөөд сайн боловсруулсан BMS нь үйлдвэрлэгчийн эсийн үнэлгээнээс гадуур ажиллахаас сэргийлж багцыг хамгаалах болно.Ихэнх тохиолдолд батерейны ашиглалтын хугацааг уртасгахын тулд SOA аюулгүй бүсэд оршин суухын тулд нэмэлт уналт хийж болно.

Лити-ион эсүүд нь цэнэглэхээс өөр өөр гүйдлийн хязгаартай байдаг бөгөөд энэ хоёр горим нь богино хугацаанд ч гэсэн өндөр оргил гүйдлийг зохицуулж чаддаг.Батерейны эс үйлдвэрлэгчид ихэвчлэн цэнэглэх, цэнэглэх гүйдлийн дээд хязгаарыг тасралтгүй цэнэглэх, цэнэглэх гүйдлийн хязгаарыг зааж өгдөг.Гүйдлийн хамгаалалтыг хангадаг BMS нь хамгийн их тасралтгүй гүйдлийг ашиглах нь гарцаагүй.Гэсэн хэдий ч энэ нь ачааллын нөхцөл байдлын гэнэтийн өөрчлөлтийг тооцохын тулд өмнө байж болно;жишээлбэл, цахилгаан тээврийн хэрэгслийн огцом хурдатгал.BMS нь одоогийн болон гурвалжин цагийн дарааг нэгтгэх замаар оргил гүйдлийн хяналтыг багтааж, боломжтой гүйдлийг багасгах эсвэл багцын гүйдлийг бүхэлд нь таслах шийдвэр гаргаж болно.Энэ нь BMS нь ямар ч суурин гал хамгаалагчийн анхаарлыг татаагүй богино залгааны нөхцөл гэх мэт хэт гүйдлийн оргилд бараг агшин зуур мэдрэгдэх боломжийг олгодог, гэхдээ тэдгээр нь хэт их биш л бол өндөр оргил ачааллыг уучлах боломжийг олгодог. урт.

Цахилгааны удирдлагын хамгаалалт: Хүчдэл

Лити-ион эс нь тодорхой хүчдэлийн хязгаарт ажиллах ёстойг Зураг 2-т харуулав.Эдгээр SOA-ийн хил хязгаарыг эцсийн дүндээ сонгосон лити-ион эсийн дотоод хими болон тухайн үеийн эсийн температураар тодорхойлно.Түүнээс гадна аливаа батерей нь ачааллын хэрэгцээнээс шалтгаалан цэнэггүй болж, янз бүрийн эрчим хүчний эх үүсвэрээс цэнэглэгддэг тул батерейны ашиглалтын хугацааг оновчтой болгохын тулд эдгээр SOA хүчдэлийн хязгаарыг ихэвчлэн хязгаарладаг.БМС нь эдгээр хязгаарлалтууд гэж юу болохыг мэддэг байх ёстой бөгөөд эдгээр босгон дээр үндэслэн шийдвэр гаргах болно.Жишээлбэл, өндөр хүчдэлийн хязгаарт ойртох үед BMS нь цэнэглэх гүйдлийг аажмаар бууруулах, эсвэл хязгаарт хүрсэн тохиолдолд цэнэглэх гүйдлийг бүхэлд нь зогсоох хүсэлт гаргаж болно.Гэсэн хэдий ч, энэ хязгаар нь унтрах босгоны талаар хяналтын ярианаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд нэмэлт дотоод хүчдэлийн гистерезисийг харгалзан үздэг.Нөгөө талаас, бага хүчдэлийн хязгаарт ойртох үед BMS нь гол идэвхтэй зөрчлийн ачааллыг одоогийн хэрэгцээгээ багасгахыг хүсэх болно.Цахилгаан тээврийн хэрэгслийн хувьд үүнийг зүтгүүрийн моторт зөвшөөрөгдсөн эргүүлэх хүчийг багасгах замаар хийж болно.Мэдээжийн хэрэг, BMS нь байнгын эвдрэлээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд батерейг хамгаалахын зэрэгцээ жолоочийн аюулгүй байдлын талаар хамгийн түрүүнд анхаарах ёстой.

Дулааны удирдлагын хамгаалалт: Температур

Нэрлэсэн үнээр литийн ион эсүүд нь температурын өргөн хүрээтэй мэт санагдаж болох ч химийн урвалын хурд мэдэгдэхүйц удааширдаг тул бага температурт батерейны багтаамж багасдаг.Бага температурт ажиллах чадварын хувьд тэд хар тугалганы хүчил эсвэл NiMh батерейгаас хамаагүй дээр ажилладаг;Гэсэн хэдий ч 0 ° C (32 ° F) -аас доош цэнэглэх нь физикийн хувьд асуудалтай тул температурын зохицуулалтыг маш болгоомжтой хийх хэрэгтэй.Металл литийн бүрэх үзэгдэл нь хөлдөхөөс доош цэнэглэх үед анод дээр тохиолдож болно.Энэ нь байнгын гэмтэл бөгөөд зөвхөн хүчин чадлыг бууруулдаг төдийгүй чичиргээ болон бусад стресстэй нөхцөлд эсүүд бүтэлгүйтэхэд илүү өртөмтгий байдаг.BMS нь батерейны температурыг халаах, хөргөх замаар хянах боломжтой.

Бодит дулааны удирдлага нь батерейны хэмжээ, өртөг, гүйцэтгэлийн зорилго, BMS-ийн дизайны шалгуур, бүтээгдэхүүний нэгжээс бүрэн хамаардаг бөгөөд үүнд зорилтот газарзүйн бүс нутгийг (жишээ нь Аляска, Хавайтай харьцуулахад) харгалзан үзэж болно.Халаагчийн төрлөөс үл хамааран гадны хувьсах гүйдлийн тэжээлийн эх үүсвэр эсвэл шаардлагатай үед халаагчийг ажиллуулах өөр суурин батерейгаас эрчим хүч авах нь ерөнхийдөө илүү үр дүнтэй байдаг.Гэсэн хэдий ч, хэрэв цахилгаан халаагуур нь бага хэмжээний гүйдэлтэй бол үндсэн батерейны энергийг өөрөө халаахын тулд шингээж авах боломжтой.Хэрэв дулааны гидравлик системийг суурилуулсан бол хөргөлтийн шингэнийг халаахад цахилгаан халаагуур ашигладаг бөгөөд үүнийг шахаж, савлагааны бүх хэсэгт тараана.

BMS-ийн дизайны инженерүүд дулааны энергийг сав руу оруулахын тулд дизайн хийхдээ заль мэх хийдэг нь дамжиггүй.Жишээлбэл, хүчин чадлын менежментэд зориулагдсан BMS доторх янз бүрийн цахилгаан электроникийг асааж болно.Шууд халаалттай адил үр ашигтай биш ч гэсэн үүнийг үл хамааран ашиглах боломжтой.Лити-ион батерейны ашиглалтын алдагдлыг багасгахын тулд хөргөх нь онцгой чухал юм.Жишээлбэл, өгөгдсөн батерей нь 20 ° C-ийн температурт оновчтой ажилладаг;Хэрэв савлагааны температур 30 ° C хүртэл нэмэгдвэл түүний гүйцэтгэлийн үр ашиг 20% хүртэл буурч болно.Хэрэв багцыг 45 ° C (113 ° F) температурт тасралтгүй цэнэглэж, цэнэглэж байвал гүйцэтгэлийн алдагдал 50% хүртэл өснө.Ялангуяа хурдан цэнэглэх, цэнэггүй болгох үед хэт их дулаанд байнга өртөж байвал батерей нь эрт хөгширч, мууддаг.Хөргөлтийг ихэвчлэн идэвхгүй эсвэл идэвхтэй гэсэн хоёр аргаар хийдэг бөгөөд хоёуланг нь ашиглаж болно.Идэвхгүй хөргөлт нь зайг хөргөх агаарын урсгалын хөдөлгөөнөөс хамаардаг.Цахилгаан тээврийн хэрэгслийн хувьд энэ нь зүгээр л замаар явж байна гэсэн үг юм.Гэсэн хэдий ч агаарын урсгалыг нэмэгдүүлэхийн тулд агаарын хурдны мэдрэгчийг стратегийн хувьд автоматаар тохируулах боломжтой тул энэ нь харагдахаас илүү боловсронгуй байж магадгүй юм.Идэвхтэй температурын хяналттай сэнс суурилуулах нь бага хурдтай эсвэл машин зогссон үед тусалж болох боловч энэ нь зөвхөн савыг хүрээлэн буй орчны температуртай тэнцүүлэх явдал юм.Хүчтэй халуун өдөр байвал энэ нь савлагааны анхны температурыг нэмэгдүүлж болзошгүй.Дулааны гидравлик идэвхтэй хөргөлтийг нэмэлт систем болгон зохион бүтээх боломжтой бөгөөд гол төлөв тодорхой хольцын харьцаатай этилен-гликолын хөргөлтийн шингэнийг ашигладаг бөгөөд цахилгаан мотороор ажилладаг насосоор хоолой/хоолой, түгээлтийн коллектор, хөндлөн урсгалтай дулаан солилцуур (радиатор)-аар дамжуулан эргэлддэг. , ба батерейны угсралтын эсрэг хөргөх хавтан оршин суугч.BMS нь багц дээрх температурыг хянаж, батерейны оновчтой ажиллагааг хангахын тулд нийт батерейны температурыг нарийн температурын хязгаарт байлгахын тулд янз бүрийн хавхлагуудыг нээж, хаадаг.

Чадавхийн менежмент

Батерейны багтаамжийг нэмэгдүүлэх нь BMS-ийн хангадаг батерейны гүйцэтгэлийн хамгийн чухал шинж чанаруудын нэг юм.Хэрэв энэ засвар үйлчилгээ хийгдээгүй бол батерей нь эцэстээ ашиггүй болж магадгүй юм.Асуудлын үндэс нь батерейны "стек" (цуврал эсийн массив) нь төгс тэнцүү биш бөгөөд угаасаа бага зэрэг өөр гоожих эсвэл өөрөө цэнэгээ алдах хурдтай байдаг.Нэвчилт нь үйлдвэрлэгчийн согог биш харин батерейны химийн шинж чанар боловч үйлдвэрлэлийн процессын өөрчлөлтөөс статистикийн хувьд нөлөөлж болно.Эхэндээ батерей нь хоорондоо сайн зохицсон эсүүдтэй байж болох ч цаг хугацаа өнгөрөхөд эс хоорондын ижил төстэй байдал нь өөрөө цэнэггүй болохоос гадна цэнэгийн/цахилгааны эргэлт, температурын өсөлт, хуанлийн ерөнхий хөгшрөлт зэргээс шалтгаална.Үүнийг ойлгосноор литийн ион эсүүд нь маш сайн ажилладаг боловч хатуу SOA-аас гадуур ажиллавал өршөөлгүй байж чадна гэсэн яриаг эргэн санацгаая.Лити-ион эсүүд хэт цэнэглэхэд сайнаар нөлөөлдөггүй тул шаардлагатай цахилгаан хамгаалалтын талаар бид өмнө нь олж мэдсэн.Бүрэн цэнэглэгдсэний дараа тэд өөр гүйдлийг хүлээн авах боломжгүй бөгөөд үүн рүү түлхсэн аливаа нэмэлт энерги халуунд хувирч, хүчдэл хурдан өсөх магадлалтай бөгөөд аюултай түвшинд хүрдэг.Энэ нь эсийн хувьд эрүүл нөхцөл биш бөгөөд энэ нь үргэлжилбэл байнгын гэмтэл, аюулгүй ажиллагааны нөхцөлийг үүсгэж болзошгүй.

Зайны багцын цуврал үүрний массив нь нийт батерейны хүчдэлийг тодорхойлдог бөгөөд зэргэлдээх үүрнүүдийн хоорондын таарамжгүй байдал нь аливаа стекийг цэнэглэх гэж оролдоход хүндрэл үүсгэдэг.Зураг 3-т яагаад ийм байгааг харуулж байна.Хэрэв нэг нь төгс тэнцвэртэй эсүүдтэй бол бүх зүйл хэвийн байх болно, учир нь тус бүр нь адилхан цэнэглэгдэх бөгөөд 4.0 хүчдэлийн дээд хязгаарт хүрэх үед цэнэглэх гүйдлийг таслах боломжтой.Гэсэн хэдий ч тэнцвэргүй хувилбарт дээд эсийн цэнэгийн хязгаарт эрт хүрэх ба бусад үндсэн эсүүд бүрэн хүчин чадлаараа цэнэглэгдэхээс өмнө хөлний цэнэглэх гүйдлийг зогсоох шаардлагатай.

BMS нь өдөр хоногийг хэмнэдэг зүйл эсвэл энэ тохиолдолд батерейны багц юм.Энэ хэрхэн ажилладагийг харуулахын тулд гол тодорхойлолтыг тайлбарлах хэрэгтэй.Тухайн үеийн үүр эсвэл модулийн цэнэгийн төлөв (SOC) нь бүрэн цэнэглэгдсэн үеийн нийт цэнэгтэй харьцуулахад байгаа цэнэгтэй пропорциональ байна.Тиймээс 50% SOC-д байрладаг батерей нь 50% цэнэглэгдсэн гэсэн үг бөгөөд энэ нь түлшний хэмжигдэхүүнтэй адил юм.BMS-ийн чадавхийн менежмент нь багцын угсралт дахь стек бүрийн SOC-ийн өөрчлөлтийг тэнцвэржүүлэх явдал юм.SOC нь шууд хэмжигдэхүйц хэмжигдэхүүн биш тул янз бүрийн техникээр тооцоолж болох ба тэнцвэржүүлэх схем нь өөрөө ерөнхийдөө идэвхгүй, идэвхтэй гэсэн хоёр үндсэн ангилалд хуваагддаг.Сэдвийн олон хувилбар байдаг бөгөөд төрөл бүр нь давуу болон сул талуудтай.Өгөгдсөн батерейны багц болон түүний хэрэглээнд аль нь оновчтой болохыг BMS-ийн дизайнерын инженер шийднэ.Идэвхгүй тэнцвэржүүлэх нь ерөнхий тэнцвэржүүлэх ойлголтыг тайлбарлахын зэрэгцээ хэрэгжүүлэхэд хамгийн хялбар байдаг.Идэвхгүй арга нь стек дэх эс бүрийг хамгийн сул үүртэй адил цэнэглэх хүчин чадалтай болгох боломжийг олгодог.Харьцангуй бага гүйдэл ашиглан цэнэглэх мөчлөгийн үеэр өндөр SOC эсүүдээс бага хэмжээний энергийг зөөж, бүх эсүүд хамгийн дээд SOC хүртэл цэнэглэгддэг.Зураг 4-т үүнийг БМС хэрхэн биелүүлж байгааг харуулж байна.Энэ нь үүр бүрийг хянаж, транзисторын унтраалга болон тохирох хэмжээтэй цэнэгийн резисторыг эс тус бүртэй зэрэгцүүлэн ашигладаг.BMS нь тухайн эсийн цэнэгийн хязгаарт ойртож байгааг мэдрэх үед түүний эргэн тойронд байгаа илүүдэл гүйдлийг дээрээс доош чиглүүлэн дараагийн нүд рүү чиглүүлнэ.

Тэнцвэржүүлэх үйл явцын төгсгөлийн цэгүүдийг, өмнөх болон дараа нь Зураг 5-д үзүүлэв. Дүгнэж хэлэхэд, BMS нь дараах аргуудын аль нэгээр багцын гүйдэлээс өөр цэнэглэх гүйдлийг харах боломжийг стек дэх үүр эсвэл модульд олгох замаар батерейны стекийг тэнцвэржүүлдэг.

• Хамгийн их цэнэглэгдсэн эсүүдээс цэнэгийг арилгах нь хэт цэнэглэхээс сэргийлж нэмэлт цэнэглэх гүйдэл үүсгэх зайг бий болгож, бага цэнэглэгдсэн эсүүдэд илүү их цэнэглэх гүйдэл хүлээн авах боломжийг олгодог.
• Хамгийн их цэнэглэгдсэн эсийн эргэн тойронд цэнэглэх гүйдлийн зарим буюу бараг бүх хэсгийг дахин чиглүүлэх, ингэснээр бага цэнэглэгдсэн эсүүдэд илүү урт хугацаанд цэнэглэх гүйдлийг хүлээн авах боломжийг олгоно.

Батерейны удирдлагын системийн төрлүүд

Батерейны удирдлагын системүүд нь энгийнээс нарийн төвөгтэй хүртэл байдаг бөгөөд "батарейгаа арчлах" үндсэн удирдамждаа хүрэхийн тулд олон төрлийн технологиудыг хамарч чаддаг.Гэсэн хэдий ч эдгээр системийг батерейны үүр эсвэл модулиудад хэрхэн суулгаж, ажиллуулж байгаатай холбоотой топологи дээр үндэслэн ангилж болно.

Төвлөрсөн BMS Архитектур

Зайны багцад нэг төв BMS-тэй.Батерейны бүх багцууд нь төвийн BMS-тэй шууд холбогддог.Төвлөрсөн БМС-ийн бүтцийг Зураг 6-д үзүүлэв. Төвлөрсөн БМС нь зарим давуу талтай.Энэ нь илүү авсаархан бөгөөд зөвхөн нэг BMS байдаг тул хамгийн хэмнэлттэй байх хандлагатай байдаг.Гэсэн хэдий ч төвлөрсөн BMS-ийн сул талууд байдаг.Бүх батерейнууд нь BMS-тэй шууд холбогддог тул BMS нь бүх батерейны багцтай холбогдохын тулд маш олон порт хэрэгтэй.Энэ нь том батерейны багцад маш олон утас, кабель, холбогч гэх мэтээр орчуулагддаг бөгөөд энэ нь алдааг олж засварлах, засвар үйлчилгээ хийхэд хүндрэл учруулдаг.

Модульчлагдсан BMS топологи

Төвлөрсөн хэрэгжүүлэлттэй адилаар BMS нь хэд хэдэн давхардсан модулиудад хуваагддаг бөгөөд тус бүр нь тусгай утас, зайны стекийн зэргэлдээ хуваарилагдсан хэсэгтэй холбогддог.Зураг 7-г үзнэ үү. Зарим тохиолдолд эдгээр BMS дэд модулиуд нь дэд модулиудын төлөвийг хянах, захын тоног төхөөрөмжтэй холбогдох үүрэгтэй үндсэн BMS модулийн хяналтын дор байж болно.Давхардсан модулийн ачаар алдааг олж засварлах, засвар үйлчилгээ хийх нь илүү хялбар бөгөөд том батерейнд өргөтгөл хийхэд хялбар байдаг.Сул тал нь нийт зардал бага зэрэг өндөр бөгөөд хэрэглээнээс хамааран ашиглагдаагүй функцууд давхардсан байж болно.

Анхан шатны/Дэд БМС

Үзэл баримтлалын хувьд модульчлагдсан топологитой төстэй боловч энэ тохиолдолд боолууд нь зөвхөн хэмжилтийн мэдээллийг дамжуулахад илүү хязгаарлагддаг бөгөөд мастер нь тооцоолол, хяналт, түүнчлэн гадаад харилцаанд зориулагдсан байдаг.Тиймээс, модульчлагдсан төрлүүдийн нэгэн адил зардлууд нь бага байж болно, учир нь боолуудын үйл ажиллагаа нь илүү хялбар, нэмэлт зардал багатай, ашиглагдаагүй функцүүд багатай байдаг.

Тархсан BMS Архитектур

Цахим техник хангамж, программ хангамж нь хавсаргасан утаснуудын тусламжтайгаар эсүүдтэй холбогддог модулиудаар бүрхэгдсэн бусад топологиос эрс ялгаатай.Тархсан BMS нь хяналтанд байгаа үүр эсвэл модуль дээр шууд байрлуулсан хяналтын самбар дээрх бүх электрон техник хангамжийг агуулдаг.Энэ нь хэд хэдэн мэдрэгчийн утас болон зэргэлдээх BMS модулиудын хоорондох холбооны утсыг холбох кабелийн ихэнх хэсгийг хөнгөвчилдөг.Иймээс BMS бүр илүү бие даасан бөгөөд шаардлагатай бол тооцоолол, харилцаа холбоог зохицуулдаг.Гэсэн хэдий ч, энэхүү нэгдсэн хэлбэр нь илэрхий энгийн байдлыг үл харгалзан бамбай модулийн угсралтын гүнд байрладаг тул алдааг олж засварлах, засвар үйлчилгээ хийхэд асуудал үүсгэж болзошгүй юм.Зайны багцын бүтцэд илүү олон BMS байдаг тул зардал нь өндөр байх хандлагатай байдаг.

Батерейны удирдлагын системийн ач холбогдол

BMS-д үйл ажиллагааны аюулгүй байдал хамгийн чухал байдаг.Цэнэглэх, цэнэглэх үед хяналтын хяналтанд байгаа аливаа үүр эсвэл модулийн хүчдэл, гүйдэл, температурыг SOA-ийн тогтоосон хязгаараас хэтрүүлэхээс урьдчилан сэргийлэх нь чухал юм.Хэрэв хязгаарыг удаан хугацаагаар хэтрүүлбэл үнэтэй байж болох батерейны багц эвдрэхээс гадна дулааны гүйлтийн аюултай нөхцөл байдал үүсч болзошгүй.Түүнчлэн, литийн ион эсийг хамгаалах, үйл ажиллагааны аюулгүй байдлыг хангах үүднээс доод хүчдэлийн босго хязгаарыг хатуу хянадаг.Хэрэв ли-ион батерей нь бага хүчдэлтэй хэвээр байвал анод дээр зэсийн дендритүүд ургах бөгөөд энэ нь өөрөө цэнэглэх хурдыг нэмэгдүүлж, аюулгүй байдлын асуудалд хүргэж болзошгүй юм.Лити-ионоор ажилладаг системүүдийн эрчим хүчний өндөр нягтрал нь батерейны удирдлагын алдаа гаргахад бага зай үлдээдэг үнээр ирдэг.BMS болон лити-ион сайжруулалтын ачаар энэ нь өнөөдөр байгаа хамгийн амжилттай, аюулгүй батерейны химийн нэг юм.

Зайны багцын гүйцэтгэл нь BMS-ийн дараагийн хамгийн чухал шинж чанар бөгөөд үүнд цахилгаан болон дулааны менежмент орно.Батерейны нийт багтаамжийг цахилгаанаар оновчтой болгохын тулд багц дахь бүх эсүүд тэнцвэртэй байх шаардлагатай бөгөөд энэ нь угсралтын бүхэл бүтэн зэргэлдээх эсийн SOC ойролцоогоор тэнцүү байна гэсэн үг юм.Энэ нь маш чухал бөгөөд учир нь батерейны хамгийн оновчтой хүчин чадлыг бий болгоод зогсохгүй ерөнхий доройтлоос сэргийлж, сул эсүүдийг хэт цэнэглэх боломжит халуун цэгүүдийг бууруулдаг.Лити-ион батерейнууд нь бага хүчдэлийн хязгаараас доогуур цэнэг алдахаас зайлсхийх хэрэгтэй, учир нь энэ нь санах ойд нөлөөлж, хүчин чадлын мэдэгдэхүйц алдагдалд хүргэж болзошгүй юм.Цахилгаан химийн процессууд нь температурт маш мэдрэмтгий байдаг бөгөөд батерей нь үл хамаарах зүйл биш юм.Хүрээлэн буй орчны температур буурах үед багтаамж болон боломжит батерейны эрчим хүч ихээхэн унтардаг.Иймээс BMS нь цахилгаан тээврийн хэрэгслийн батарейны шингэн хөргөлтийн систем эсвэл нисдэг тэрэг эсвэл бусад төхөөрөмжид суурилуулсан багцын модулиудын доор суурилуулсан халаагуурын хавтангууд дээр байрладаг гадаад халаагуурыг холбож болно. нисэх онгоц.Нэмж дурдахад, хүйтэн лити-ион эсийг цэнэглэх нь батерейны ашиглалтын гүйцэтгэлд сөргөөр нөлөөлдөг тул эхлээд зайны температурыг хангалттай нэмэгдүүлэх нь чухал юм.Ихэнх лити-ион эсүүд нь 5 ° C-аас бага температурт хурдан цэнэглэгдэх боломжгүй бөгөөд 0 ° C-аас доош бол огт цэнэглэх ёсгүй.Ердийн ашиглалтын үед хамгийн сайн гүйцэтгэлтэй байхын тулд BMS-ийн дулааны удирдлага нь батерейг Голдилоксын нарийхан бүсэд (жишээ нь 30 - 35 ° C) ажиллуулахыг баталгаажуулдаг.Энэ нь гүйцэтгэлийг хамгаалж, урт наслах, эрүүл, найдвартай батерейны багцыг дэмждэг.

Батерейны удирдлагын системийн ашиг тус

Ихэнхдээ BESS гэж нэрлэгддэг батерейны эрчим хүч хадгалах бүхэл бүтэн систем нь хэрэглээнээс хамааран стратегийн хувьд багцалсан хэдэн арван, зуу, бүр мянга мянган лити-ион эсүүдээс бүрдэх боломжтой.Эдгээр системүүд нь 100В-аас бага хүчдэлтэй байж болох ч 800В хүртэл өндөр байж болох ба багцын тэжээлийн гүйдэл нь 300А ба түүнээс дээш өндөртэй байж болно.Өндөр хүчдэлийн багцын аливаа буруу менежмент нь амь насанд аюултай, гамшгийн гамшигт хүргэж болзошгүй юм.Иймээс БМС нь аюулгүй ажиллагааг хангахад туйлын чухал юм.BMS-ийн ашиг тусыг дараах байдлаар нэгтгэн дүгнэж болно.

• Функциональ аюулгүй байдал.Том форматтай лити-ион батерейны багцын хувьд энэ нь маш болгоомжтой бөгөөд чухал юм.Гэхдээ зөөврийн компьютерт ашигладаг жижиг форматууд ч гэсэн гал авалцаж, асар их хохирол учруулдаг.Лити-ионоор ажилладаг систем агуулсан бүтээгдэхүүний хэрэглэгчдийн хувийн аюулгүй байдал нь батерейны удирдлагын алдаа гаргах зай багатай байдаг.
• Амьдрах хугацаа ба найдвартай байдал.Цахилгаан ба дулааны батерейны хамгаалалтын менежмент нь бүх эсийг SOA-ийн зарласан шаардлагын хүрээнд ашиглахыг баталгаажуулдаг.Энэхүү нарийн хяналт нь эсийг түрэмгий хэрэглээ, хурдан цэнэглэж, цэнэглэх унадаг дугуйнаас хамгаалж, олон жилийн найдвартай үйлчилгээг үзүүлэх тогтвортой системийг бий болгох нь гарцаагүй.
• Гүйцэтгэл ба хүрээ.Батерейны багтаамжийн менежмент нь батерейны багтаамжийг оновчтой болгох боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь зайг хооронд нь тэнцвэржүүлэх замаар зэргэлдээх үүрнүүдийн SOC-ийг тэнцүүлэх боломжийг олгодог.Өөрөө цэнэггүйдэл, цэнэглэх/цахилгааны эргэлт, температурын нөлөөлөл болон ерөнхий хөгшрөлтийн өөрчлөлтийг тооцох энэхүү BMS функцгүй бол батерей нь эцэстээ өөрийгөө ашиггүй болгож болзошгүй.
• Оношлогоо, мэдээлэл цуглуулах, гадаад харилцаа холбоо.Хяналтын даалгаварт бүх батерейны үүрний тасралтгүй хяналтыг багтаадаг бөгөөд мэдээллийн бүртгэлийг өөрөө оношлоход ашиглаж болох боловч угсралтын бүх эсийн SOC-ийг тооцоолох тооцооллын даалгаварт ихэвчлэн зориулагдсан байдаг.Энэ мэдээллийг тэнцвэржүүлэх алгоритмын хөшүүрэг болгон ашигладаг боловч хамтад нь гаднах төхөөрөмж болон дэлгэц рүү дамжуулж, боломжтой оршин суугч эрчим хүчийг зааж өгөх, одоогийн хэрэглээнд үндэслэн хүлээгдэж буй хүрээ эсвэл хүрээ/насах хугацааг тооцоолох, батерейны эрүүл мэндийн байдлыг хангах боломжтой.
• Зардал болон баталгаат хугацааг бууруулах.BESS-д BMS-ийг нэвтрүүлэх нь зардал нэмж, батерейны багц нь үнэтэй бөгөөд аюултай байж болзошгүй юм.Систем нь илүү төвөгтэй байх тусам аюулгүй байдлын шаардлагууд өндөр байх тусам БМС-д хяналт тавих шаардлагатай болдог.Гэхдээ үйл ажиллагааны аюулгүй байдал, ашиглалтын хугацаа, найдвартай байдал, гүйцэтгэл, хүрээ, оношлогоо гэх мэт BMS-ийн хамгаалалт, урьдчилан сэргийлэх засвар үйлчилгээ нь баталгаатай холбоотой нийт зардлыг бууруулах баталгаа болдог.

Батерейны удирдлагын систем ба ерөнхий ойлголт

Симуляци нь BMS дизайны хувьд үнэ цэнэтэй холбоотон бөгөөд ялангуяа техник хангамжийг хөгжүүлэх, прототип хийх, туршилт хийх явцад дизайны сорилтуудыг судлах, шийдвэрлэхэд ашигладаг.Лити-ион эсийн үнэн зөв загвартай бол BMS архитектурын симуляцийн загвар нь виртуал прототип гэж хүлээн зөвшөөрөгдсөн гүйцэтгэх техникийн үзүүлэлт юм.Нэмж дурдахад, симуляци нь зай болон хүрээлэн буй орчны үйл ажиллагааны янз бүрийн хувилбаруудын эсрэг BMS хяналтын функцүүдийн хувилбаруудыг өвдөлтгүй судлах боломжийг олгодог.Хэрэгжилттэй холбоотой асуудлуудыг маш эрт илрүүлж, судлах боломжтой бөгөөд энэ нь бодит техник хангамжийн прототип дээр хэрэгжүүлэхээс өмнө гүйцэтгэл, үйл ажиллагааны аюулгүй байдлын сайжруулалтыг шалгах боломжийг олгодог.Энэ нь хөгжүүлэлтийн хугацааг багасгаж, анхны техник хангамжийн прототипийг бат бөх байлгахад тусалдаг.Нэмж дурдахад, бодит байдалд нийцсэн суулгагдсан системийн програмуудыг ашиглах үед BMS болон батерейны багцад хамгийн муу тохиолдлуудыг багтаасан олон баталгаажуулалтын туршилтуудыг хийж болно.

Synopsys SaberRDнь BMS болон зайны багцын дизайн, хөгжүүлэлтийг сонирхож буй инженерүүдийг чадавхжуулах зорилгоор цахилгаан, дижитал, удирдлага, дулааны гидравлик загваруудын өргөн хүрээний сангуудыг санал болгодог.Олон тооны электрон төхөөрөмж болон өөр өөр химийн төрлийн батерейны үндсэн мэдээллийн хуудасны үзүүлэлтүүд болон хэмжилтийн муруйгаас загваруудыг хурдан гаргах хэрэгслүүд байдаг.Статистик, стресс, эвдрэлийн шинжилгээ нь БМС-ийн найдвартай байдлыг хангахын тулд үйл ажиллагааны бүс нутаг, түүний дотор хилийн бүсийг бүхэлд нь шалгах боломжийг олгодог.Цаашилбал, хэрэглэгчдэд төслийг хурдан эхлүүлэх, загварчлалаас шаардлагатай хариултуудыг хурдан авах боломжийг олгохын тулд дизайны олон жишээг санал болгож байна.