Wat is een batterijbeheersysteem?

Definitie

Batterijbeheersysteem (BMS) is technologie die is gericht op het toezicht op een batterijpakket, dat een samenstel van batterijcellen is, elektrisch georganiseerd in een rij x kolom-matrixconfiguratie om de levering van een gericht spannings- en stroombereik gedurende een bepaalde tijdsduur mogelijk te maken. verwachte belastingscenario's.Het toezicht dat een BMS biedt, omvat doorgaans:

• Bewaking van de batterij
• Biedt batterijbescherming
• Het inschatten van de operationele status van de batterij
• Continu optimaliseren van de batterijprestaties
• Rapporteren van de operationele status aan externe apparaten

Hier duidt de term ‘batterij’ op het hele pakket;de bewakings- en besturingsfuncties worden echter specifiek toegepast op individuele cellen, of groepen cellen die modules worden genoemd in het totale batterijpakket.Herlaadbare lithium-ioncellen hebben de hoogste energiedichtheid en zijn de standaardkeuze voor batterijpakketten voor veel consumentenproducten, van laptops tot elektrische voertuigen.Hoewel ze uitstekend presteren, kunnen ze nogal meedogenloos zijn als ze buiten een over het algemeen krappe, veilige werkruimte (SOA) worden gebruikt, met gevolgen die variëren van het in gevaar brengen van de batterijprestaties tot ronduit gevaarlijke gevolgen.Het BMS heeft zeker een uitdagende functieomschrijving, en de algehele complexiteit en het toezichtsbereik kunnen vele disciplines omvatten, zoals elektrisch, digitaal, besturing, thermisch en hydraulisch.

Hoe werken batterijbeheersystemen?

Batterijbeheersystemen hebben geen vaste of unieke reeks criteria waaraan moet worden voldaan.De reikwijdte van het technologieontwerp en de geïmplementeerde kenmerken correleren over het algemeen met:

• De kosten, complexiteit en grootte van het batterijpakket
• Toepassing van de batterij en eventuele zorgen over veiligheid, levensduur en garantie
• Certificeringseisen uit diverse overheidsregelgeving waarbij kosten en boetes voorop staan ​​als er onvoldoende functionele veiligheidsmaatregelen zijn getroffen

Er zijn veel BMS-ontwerpkenmerken, waarbij batterijbeschermingsbeheer en capaciteitsbeheer twee essentiële kenmerken zijn.We zullen hier bespreken hoe deze twee functies werken.Het beheer van de bescherming van batterijpakketten kent twee belangrijke domeinen: elektrische bescherming, wat inhoudt dat de batterij niet kan worden beschadigd door gebruik buiten de SOA, en thermische bescherming, wat passieve en/of actieve temperatuurcontrole inhoudt om de batterij in zijn SOA te houden of te brengen.

Beveiliging elektrisch beheer: Stroom

Het monitoren van de accustroom en cel- of modulespanningen is de weg naar elektrische bescherming.De elektrische SOA van elke batterijcel is gebonden aan stroom en spanning.Figuur 1 illustreert een typische SOA met lithium-ioncellen, en een goed ontworpen BMS beschermt het pakket door te voorkomen dat het wordt gebruikt buiten de celspecificaties van de fabrikant.In veel gevallen kan verdere reductie worden toegepast om binnen de SOA-veilige zone te blijven, in het belang van een langere levensduur van de batterij.

Lithium-ioncellen hebben andere stroomlimieten voor opladen dan voor ontladen, en beide modi kunnen hogere piekstromen aan, zij het voor korte perioden.Fabrikanten van batterijcellen specificeren doorgaans maximale continue laad- en ontlaadstroomlimieten, samen met pieklaad- en ontlaadstroomlimieten.Een gebouwbeheersysteem dat stroombeveiliging biedt, zal zeker een maximale continue stroom toepassen.Dit kan echter voorafgegaan worden om rekening te houden met een plotselinge verandering van de belastingsomstandigheden;bijvoorbeeld de abrupte acceleratie van een elektrisch voertuig.Een GBS kan piekstroombewaking integreren door de stroom te integreren en na de delta-tijd te beslissen om de beschikbare stroom te verminderen of de pakketstroom helemaal te onderbreken.Hierdoor kan het GBS vrijwel onmiddellijk gevoelig zijn voor extreme stroompieken, zoals een kortsluiting die niet de aandacht heeft getrokken van de zekeringen van de bewoners, maar ook vergevingsgezind zijn bij hoge piekbelastingen, zolang deze niet te lang te hoog zijn. lang.

Beveiliging elektrisch beheer: spanning

Figuur 2 laat zien dat een lithium-ioncel binnen een bepaald spanningsbereik moet werken.Deze SOA-grenzen zullen uiteindelijk worden bepaald door de intrinsieke chemie van de geselecteerde lithium-ioncel en de temperatuur van de cellen op een bepaald moment.Bovendien worden deze SOA-spanningslimieten, aangezien elk accupakket een aanzienlijke hoeveelheid stroomwisselingen, ontladingen als gevolg van belastingseisen en opladen vanuit een verscheidenheid aan energiebronnen ervaart, doorgaans verder beperkt om de levensduur van de accu te optimaliseren.De BMS moet weten wat deze limieten zijn en zal beslissingen nemen op basis van de nabijheid van deze drempels.Bij het naderen van de hoogspanningslimiet kan een BMS bijvoorbeeld verzoeken om een ​​geleidelijke verlaging van de laadstroom, of kan verzoeken dat de laadstroom helemaal wordt beëindigd als de limiet wordt bereikt.Deze limiet gaat echter meestal gepaard met aanvullende overwegingen voor intrinsieke spanningshysteresis om controlegeratel over de uitschakeldrempel te voorkomen.Aan de andere kant zal een gebouwbeheersysteem bij het naderen van de laagspanningslimiet verzoeken dat belangrijke actieve overtredende belastingen hun huidige vraag verminderen.In het geval van een elektrisch voertuig kan dit worden uitgevoerd door het toegestane koppel dat beschikbaar is voor de tractiemotor te verminderen.Uiteraard moet het BMS veiligheidsoverwegingen voor de bestuurder de hoogste prioriteit geven en tegelijkertijd het accupakket beschermen om permanente schade te voorkomen.

Thermisch beheer Bescherming: temperatuur

Op het eerste gezicht lijkt het erop dat lithium-ioncellen een breed temperatuurbereik hebben, maar de algehele batterijcapaciteit neemt af bij lage temperaturen omdat de chemische reactiesnelheden opmerkelijk vertragen.Wat betreft capaciteit bij lage temperaturen presteren ze veel beter dan loodzuur- of NiMh-batterijen;Temperatuurbeheer is echter voorzichtig van essentieel belang, aangezien opladen onder 0 °C (32 °F) fysiek problematisch is.Het fenomeen van het galvaniseren van metallisch lithium kan optreden op de anode tijdens het opladen onder het vriespunt.Dit is permanente schade en resulteert niet alleen in een verminderde capaciteit, maar cellen zijn ook kwetsbaarder voor falen als ze worden blootgesteld aan trillingen of andere stressvolle omstandigheden.Een GBS kan de temperatuur van het accupakket regelen door middel van verwarming en koeling.

Het gerealiseerde thermische beheer is volledig afhankelijk van de grootte en de kosten van het batterijpakket en de prestatiedoelstellingen, ontwerpcriteria van het gebouwbeheersysteem en de producteenheid, waarbij mogelijk rekening wordt gehouden met de beoogde geografische regio (bijvoorbeeld Alaska versus Hawaï).Ongeacht het type verwarming is het over het algemeen effectiever om energie te onttrekken aan een externe wisselstroombron, of aan een alternatieve batterij die bedoeld is om de verwarming te laten werken wanneer dat nodig is.Als de elektrische verwarmer echter een bescheiden stroomverbruik heeft, kan energie uit het primaire batterijpakket worden overgeheveld om zichzelf te verwarmen.Als een thermisch hydraulisch systeem wordt geïmplementeerd, wordt een elektrische verwarming gebruikt om het koelmiddel te verwarmen, dat wordt gepompt en door het pakket wordt verdeeld.

BMS-ontwerpingenieurs hebben ongetwijfeld de kneepjes van hun ontwerpvak om warmte-energie in het peloton te laten druppelen.Er kunnen bijvoorbeeld verschillende vermogenselektronica in het gebouwbeheersysteem die bestemd zijn voor capaciteitsbeheer worden ingeschakeld.Hoewel het niet zo efficiënt is als directe verwarming, kan het toch worden benut.Koeling is vooral essentieel om het prestatieverlies van een lithium-ionbatterijpakket te minimaliseren.Misschien werkt een bepaalde batterij bijvoorbeeld optimaal bij 20°C;als de temperatuur van de verpakking stijgt tot 30°C, kan de prestatie-efficiëntie met maar liefst 20% worden verminderd.Als het pack continu wordt opgeladen en bij 45°C (113°F) wordt opgeladen, kan het prestatieverlies oplopen tot maar liefst 50%.De levensduur van de batterij kan ook te lijden hebben onder vroegtijdige veroudering en achteruitgang als deze voortdurend wordt blootgesteld aan overmatige warmteontwikkeling, vooral tijdens snelle oplaad- en ontlaadcycli.Het koelen wordt gewoonlijk op twee manieren bereikt, passief of actief, en beide technieken kunnen worden toegepast.Passieve koeling is afhankelijk van de beweging van de luchtstroom om de batterij te koelen.In het geval van een elektrisch voertuig betekent dit dat deze zich eenvoudigweg over de weg voortbeweegt.Het kan echter geavanceerder zijn dan het lijkt, omdat luchtsnelheidssensoren kunnen worden geïntegreerd om de afbuigende luchtdammen strategisch automatisch aan te passen om de luchtstroom te maximaliseren.De implementatie van een actieve, temperatuurgecontroleerde ventilator kan helpen bij lage snelheden of wanneer het voertuig stilstaat, maar het enige dat dit kan doen is het pakket gelijk maken met de omgevingstemperatuur.Bij een bloedhete dag kan dit de aanvankelijke paktemperatuur verhogen.Thermisch-hydraulische actieve koeling kan worden ontworpen als een aanvullend systeem en maakt doorgaans gebruik van ethyleenglycol-koelvloeistof met een gespecificeerde mengverhouding, gecirculeerd via een door een elektromotor aangedreven pomp door leidingen/slangen, distributiespruitstukken en een kruisstroomwarmtewisselaar (radiator). en de koelplaat die tegen de accu-eenheid zit.Een BMS bewaakt de temperaturen in het hele pakket en opent en sluit verschillende kleppen om de temperatuur van de totale batterij binnen een smal temperatuurbereik te houden en optimale batterijprestaties te garanderen.

Capaciteitsbeheer

Het maximaliseren van de capaciteit van een batterijpakket is misschien wel een van de meest essentiële kenmerken van de batterijprestaties die een BMS biedt.Als dit onderhoud niet wordt uitgevoerd, kan een accupakket zichzelf uiteindelijk onbruikbaar maken.De kern van het probleem is dat een ‘stapel’ van een batterijpakket (reeks cellen) niet perfect gelijk is en intrinsiek enigszins verschillende lekkage- of zelfontladingssnelheden heeft.Lekkage is geen fabrieksfout, maar een karakteristiek van de batterijchemie, hoewel dit statistisch gezien kan worden beïnvloed door minieme variaties in het productieproces.Aanvankelijk kan een batterijpakket goed op elkaar afgestemde cellen hebben, maar na verloop van tijd neemt de gelijkenis tussen cellen verder af, niet alleen als gevolg van zelfontlading, maar ook onder invloed van laad-/ontlaadcycli, verhoogde temperaturen en algemene veroudering.Als u dat eenmaal begrijpt, kunt u zich eerder de discussie herinneren dat lithium-ioncellen uitstekend presteren, maar nogal meedogenloos kunnen zijn als ze buiten een krappe SOA worden gebruikt.We hebben eerder geleerd over de vereiste elektrische bescherming, omdat lithium-ioncellen niet goed omgaan met overladen.Als ze eenmaal volledig zijn opgeladen, kunnen ze geen stroom meer accepteren, en alle extra energie die erin wordt gestopt, wordt omgezet in warmte, waarbij de spanning mogelijk snel stijgt, mogelijk tot gevaarlijke niveaus.Het is geen gezonde situatie voor de cel en kan blijvende schade en onveilige bedrijfsomstandigheden veroorzaken als deze aanhoudt.

De celarray uit de serie accu's bepaalt de algehele accuspanning, en een mismatch tussen aangrenzende cellen zorgt voor een dilemma bij pogingen om een ​​stapel op te laden.Figuur 3 laat zien waarom dit zo is.Als je een perfect uitgebalanceerd stel cellen hebt, is alles in orde, omdat ze allemaal op dezelfde manier worden opgeladen en de laadstroom kan worden afgesloten wanneer de bovenste spanningsdrempel van 4,0 wordt bereikt.In het onevenwichtige scenario zal de bovenste cel echter vroegtijdig zijn laadlimiet bereiken en moet de laadstroom voor het deel worden beëindigd voordat andere onderliggende cellen volledig zijn opgeladen.

Het BMS is wat ingrijpt en de dag redt, of in dit geval de accu.Om te laten zien hoe dit werkt, moet een belangrijke definitie worden uitgelegd.De laadstatus (SOC) van een cel of module op een bepaald moment is evenredig met de beschikbare lading in verhouding tot de totale lading wanneer deze volledig is opgeladen.Een batterij met een SOC van 50% impliceert dus dat deze voor 50% is opgeladen, wat vergelijkbaar is met een brandstofmeter.BMS-capaciteitsbeheer heeft alles te maken met het balanceren van de variatie van het SOC over elke stapel in de pakketassemblage.Omdat de SOC geen direct meetbare grootheid is, kan deze met verschillende technieken worden geschat, en het balanceringsschema zelf valt over het algemeen in twee hoofdcategorieën uiteen: passief en actief.Er zijn veel variaties op thema's en elk type heeft voor- en nadelen.Het is aan de BMS-ontwerpingenieur om te beslissen welke optimaal is voor het betreffende accupakket en de toepassing ervan.Passief balanceren is het gemakkelijkst te implementeren en ook om het algemene balanceringsconcept uit te leggen.De passieve methode zorgt ervoor dat elke cel in de stapel dezelfde geladen capaciteit heeft als de zwakste cel.Met behulp van een relatief lage stroom transporteert het tijdens de oplaadcyclus een kleine hoeveelheid energie van cellen met een hoge SOC, zodat alle cellen opladen tot hun maximale SOC.Figuur 4 illustreert hoe dit wordt bereikt door het BMS.Het bewaakt elke cel en maakt gebruik van een transistorschakelaar en een ontladingsweerstand van de juiste grootte, parallel aan elke cel.Wanneer het BMS merkt dat een bepaalde cel zijn laadlimiet nadert, zal het overtollige stroom eromheen van boven naar beneden naar de volgende cel eronder sturen.

De eindpunten van het balanceringsproces, voor en na, worden weergegeven in Figuur 5. Samenvattend balanceert een BMS een accustapel door een cel of module in een stapel op een van de volgende manieren een andere laadstroom te laten zien dan de laadstroom:

• Verwijdering van de lading van de meest geladen cellen, waardoor er ruimte ontstaat voor extra laadstroom om overladen te voorkomen, en waardoor de minder geladen cellen meer laadstroom kunnen ontvangen
• Omleiding van een deel of bijna alle laadstroom rond de meest geladen cellen, waardoor de minder geladen cellen gedurende langere tijd laadstroom kunnen ontvangen

Soorten batterijbeheersystemen

Batterijbeheersystemen variëren van eenvoudig tot complex en kunnen een breed scala aan verschillende technologieën omvatten om hun belangrijkste richtlijn te verwezenlijken: ‘zorg voor de batterij’.Deze systemen kunnen echter worden gecategoriseerd op basis van hun topologie, die betrekking heeft op hoe ze worden geïnstalleerd en werken op de cellen of modules in het batterijpakket.

Gecentraliseerde BMS-architectuur

Heeft één centraal BMS in het batterijpakket.Alle batterijpakketten zijn rechtstreeks op het centrale GBS aangesloten.De structuur van een gecentraliseerd BMS wordt weergegeven in Figuur 6. Het gecentraliseerde BMS heeft enkele voordelen.Het is compacter en meestal het meest economisch omdat er maar één GBS is.Er kleven echter nadelen aan een gecentraliseerd BMS.Omdat alle accu's rechtstreeks op het BMS zijn aangesloten, heeft het BMS veel poorten nodig om verbinding te maken met alle accupakketten.Dit vertaalt zich in veel draden, bekabeling, connectoren, enz. in grote batterijpakketten, wat zowel het oplossen van problemen als het onderhoud bemoeilijkt.

Modulaire BMS-topologie

Net als bij een gecentraliseerde implementatie is het BMS verdeeld in verschillende gedupliceerde modules, elk met een speciale bundel draden en verbindingen met een aangrenzend toegewezen deel van een batterijstapel.Zie Afbeelding 7. In sommige gevallen kunnen deze BMS-submodules onder toezicht van een primaire BMS-module staan, wiens functie het is om de status van de submodules te bewaken en te communiceren met randapparatuur.Dankzij de dubbele modulariteit zijn probleemoplossing en onderhoud eenvoudiger, en is uitbreiding naar grotere batterijpakketten eenvoudig.Het nadeel is dat de totale kosten iets hoger zijn en dat er mogelijk dubbele ongebruikte functionaliteit is, afhankelijk van de toepassing.

Primaire/ondergeschikte GBS

Conceptueel vergelijkbaar met de modulaire topologie, maar in dit geval zijn de slaves meer beperkt tot het alleen doorgeven van meetinformatie, en is de master toegewijd aan berekeningen en controle, evenals aan externe communicatie.Dus hoewel de kosten, net als bij de modulaire typen, lager kunnen zijn, omdat de functionaliteit van de slaves doorgaans eenvoudiger is, met waarschijnlijk minder overhead en minder ongebruikte functies.

Gedistribueerde BMS-architectuur

Aanzienlijk anders dan de andere topologieën, waarbij de elektronische hardware en software zijn ingekapseld in modules die via bundels aangesloten bedrading met de cellen communiceren.Een gedistribueerd GBS omvat alle elektronische hardware op een besturingskaart die rechtstreeks op de cel of module wordt geplaatst die wordt bewaakt.Dit vermindert het grootste deel van de bekabeling naar enkele sensordraden en communicatiedraden tussen aangrenzende BMS-modules.Bijgevolg is elk BMS meer op zichzelf staand en verwerkt het de berekeningen en communicatie zoals vereist.Ondanks deze schijnbare eenvoud maakt deze geïntegreerde vorm het oplossen van problemen en het onderhoud potentieel problematisch, omdat deze zich diep in een schildmodulesamenstel bevinden.De kosten zijn doorgaans ook hoger omdat er meer GBS'en in de totale structuur van het batterijpakket zitten.

Het belang van batterijbeheersystemen

Functionele veiligheid is van het grootste belang in een GBS.Het is van cruciaal belang om tijdens het opladen en ontladen te voorkomen dat de spanning, stroom en temperatuur van een cel of module onder toezicht de gedefinieerde SOA-limieten overschrijdt.Als de limieten gedurende langere tijd worden overschreden, komt niet alleen een potentieel duur batterijpakket in gevaar, maar kunnen er ook gevaarlijke thermische overstromingscondities ontstaan.Bovendien worden de lagere spanningsdrempellimieten ook streng gecontroleerd voor de bescherming van de lithium-ioncellen en de functionele veiligheid.Als de Li-ion-batterij in deze laagspanningstoestand blijft, kunnen er uiteindelijk koperen dendrieten op de anode groeien, wat kan resulteren in verhoogde zelfontladingen en mogelijke veiligheidsrisico's kan veroorzaken.De hoge energiedichtheid van door lithium-ion aangedreven systemen heeft een prijs die weinig ruimte laat voor fouten in het batterijbeheer.Dankzij BMS'en en lithium-ionverbeteringen is dit een van de meest succesvolle en veilige batterijchemie die momenteel beschikbaar is.

De prestaties van het batterijpakket zijn het op één na belangrijkste kenmerk van een gebouwbeheersysteem, en dit omvat elektrisch en thermisch beheer.Om de totale batterijcapaciteit elektrisch te optimaliseren, moeten alle cellen in het pakket in balans zijn, wat impliceert dat de SOC van aangrenzende cellen in de hele assemblage ongeveer gelijkwaardig is.Dit is uitzonderlijk belangrijk omdat niet alleen een optimale batterijcapaciteit kan worden gerealiseerd, maar het ook algemene degradatie helpt voorkomen en potentiële hotspots vermindert door het overladen van zwakke cellen.Lithium-ionbatterijen moeten ontlading onder de lage spanningslimieten vermijden, omdat dit kan leiden tot geheugeneffecten en aanzienlijk capaciteitsverlies.Elektrochemische processen zijn zeer temperatuurgevoelig en batterijen vormen daarop geen uitzondering.Wanneer de omgevingstemperatuur daalt, nemen de capaciteit en de beschikbare batterij-energie aanzienlijk af.Bijgevolg kan een BMS een externe in-line verwarming inschakelen die zich bijvoorbeeld op het vloeistofkoelsysteem van een accupakket van een elektrisch voertuig bevindt, of interne verwarmingsplaten inschakelen die zijn geïnstalleerd onder modules van een pakket dat is ingebouwd in een helikopter of ander voertuig. vliegtuigen.Omdat het opladen van ijskoude lithium-ioncellen schadelijk is voor de levensduur van de batterij, is het bovendien belangrijk om eerst de batterijtemperatuur voldoende te verhogen.De meeste lithium-ioncellen kunnen niet snel worden opgeladen als de temperatuur lager is dan 5 °C en mogen helemaal niet worden opgeladen als de temperatuur lager is dan 0 °C.Voor optimale prestaties tijdens typisch operationeel gebruik zorgt het BMS-thermisch beheer er vaak voor dat een batterij binnen een smal Goudlokje-werkgebied werkt (bijvoorbeeld 30 – 35°C).Dit waarborgt de prestaties, bevordert een langere levensduur en bevordert een gezond, betrouwbaar accupakket.

De voordelen van batterijbeheersystemen

Een volledig batterij-energieopslagsysteem, vaak BESS genoemd, kan bestaan ​​uit tientallen, honderden of zelfs duizenden lithium-ioncellen die strategisch op elkaar zijn gepakt, afhankelijk van de toepassing.Deze systemen kunnen een spanning hebben van minder dan 100 V, maar kunnen oplopen tot 800 V, waarbij de voedingsstroom kan oplopen tot 300 A of meer.Elk wanbeheer van een hoogspanningspakket kan een levensbedreigende, catastrofale ramp veroorzaken.Daarom zijn gebouwbeheersystemen absoluut cruciaal om een ​​veilige werking te garanderen.De voordelen van gebouwbeheersystemen kunnen als volgt worden samengevat.

• Functionele veiligheid.Zeker voor grootformaat lithium-ionbatterijpakketten is dit bijzonder verstandig en essentieel.Maar het is bekend dat zelfs kleinere formaten die in bijvoorbeeld laptops worden gebruikt vlam vatten en enorme schade aanrichten.De persoonlijke veiligheid van gebruikers van producten waarin systemen op lithium-ion-basis zijn geïntegreerd, laat weinig ruimte voor fouten in het batterijbeheer.
• Levensduur en betrouwbaarheid.Het batterijbeschermingsbeheer, elektrisch en thermisch, zorgt ervoor dat alle cellen allemaal worden gebruikt binnen de aangegeven SOA-vereisten.Dit delicate toezicht zorgt ervoor dat de cellen worden beschermd tegen agressief gebruik en snel opladen en ontladen, en resulteert onvermijdelijk in een stabiel systeem dat mogelijk vele jaren betrouwbare service zal bieden.
• Prestaties en bereik.BMS-capaciteitsbeheer van batterijpakketten, waarbij cel-tot-cel-balancering wordt gebruikt om de SOC van aangrenzende cellen over de pakketassemblage gelijk te maken, maakt het mogelijk een optimale batterijcapaciteit te realiseren.Zonder deze BMS-functie die rekening houdt met variaties in zelfontlading, laad-/ontlaadcycli, temperatuureffecten en algemene veroudering, zou een batterijpakket zichzelf uiteindelijk onbruikbaar kunnen maken.
• Diagnostiek, gegevensverzameling en externe communicatie.Toezichttaken omvatten continue monitoring van alle batterijcellen, waarbij datalogging op zichzelf kan worden gebruikt voor diagnostiek, maar vaak bedoeld is voor berekeningen om de SOC van alle cellen in de assemblage te schatten.Deze informatie wordt gebruikt voor balanceringsalgoritmen, maar kan gezamenlijk worden doorgegeven aan externe apparaten en displays om de beschikbare energie van de bewoner aan te geven, het verwachte bereik of bereik/levensduur te schatten op basis van het huidige gebruik, en de gezondheidstoestand van het accupakket weer te geven.
• Kosten- en garantiereductie.De introductie van een BMS in een BESS brengt kosten met zich mee, en accupakketten zijn duur en potentieel gevaarlijk.Hoe ingewikkelder het systeem, hoe hoger de veiligheidseisen, wat resulteert in de behoefte aan meer BMS-toezicht.Maar de bescherming en het preventieve onderhoud van een gebouwbeheersysteem met betrekking tot functionele veiligheid, levensduur en betrouwbaarheid, prestaties en bereik, diagnostiek, enz. garandeert dat dit de totale kosten zal verlagen, inclusief de kosten die verband houden met de garantie.

Batterijbeheersystemen en synopsys

Simulatie is een waardevolle bondgenoot voor BMS-ontwerp, vooral wanneer deze wordt toegepast bij het verkennen en aanpakken van ontwerpuitdagingen binnen hardwareontwikkeling, prototyping en testen.Met een nauwkeurig lithium-ioncelmodel in het spel, is het simulatiemodel van de BMS-architectuur de uitvoerbare specificatie die wordt herkend als het virtuele prototype.Bovendien maakt simulatie pijnloos onderzoek mogelijk van varianten van BMS-toezichtfuncties tegen verschillende batterij- en omgevingsscenario's.Implementatieproblemen kunnen zeer vroeg worden ontdekt en onderzocht, waardoor prestatie- en functionele veiligheidsverbeteringen kunnen worden geverifieerd vóór implementatie op het echte hardwareprototype.Dit verkort de ontwikkelingstijd en zorgt ervoor dat het eerste hardware-prototype robuust zal zijn.Bovendien kunnen veel authenticatietests, inclusief worstcasescenario's, worden uitgevoerd op het BMS en het batterijpakket wanneer deze worden uitgevoerd in fysiek realistische ingebedde systeemtoepassingen.

Synopsys SaberRDbiedt uitgebreide elektrische, digitale, besturings- en thermisch-hydraulische modelbibliotheken om ingenieurs die geïnteresseerd zijn in het ontwerp en de ontwikkeling van BMS en batterijpakketten te ondersteunen.Er zijn tools beschikbaar om snel modellen te genereren op basis van basisgegevensbladspecificaties en meetcurves voor veel elektronische apparaten en verschillende soorten batterijchemie.Statistische, stress- en foutanalyses maken verificatie mogelijk over spectrums van het operationele gebied, inclusief grensgebieden, om de algehele betrouwbaarheid van het gebouwbeheersysteem te garanderen.Bovendien worden er veel ontwerpvoorbeelden aangeboden om gebruikers in staat te stellen een project een vliegende start te geven en snel de antwoorden te vinden die nodig zijn uit de simulatie.