Системаи идоракунии батарея чист?

Таъриф

Системаи идоракунии батарея (BMS) технологияест, ки ба назорати бастаи батарея бахшида шудааст, ки маҷмӯи ҳуҷайраҳои батарея мебошад, ки ба таври электрикӣ дар конфигуратсияи матритсаи сутуни як саф ташкил карда шудааст, то имкон диҳад, ки диапазони мақсадноки шиддат ва ҷараёнро дар тӯли вақт бар зидди сенарияҳои сарбории интизорӣ.Назорате, ки BMS пешниҳод мекунад, одатан дар бар мегирад:

• Мониторинги батарея
• Таъмини муҳофизати батарея
• Ҳисоб кардани ҳолати кори батарея
• Мунтазам оптимизатсия кардани кори батарея
• Гузориши ҳолати корӣ ба дастгоҳҳои беруна

Дар ин ҷо истилоҳи «батарея» тамоми бастаро дар назар дорад;аммо, функсияҳои назорат ва назорат махсусан ба ҳуҷайраҳои инфиродӣ ё гурӯҳҳои ҳуҷайраҳо, ки модулҳо номида мешаванд, дар маҷмӯи умумии батарея истифода мешаванд.Ҳуҷайраҳои барқгирандаи литий-ион зичии баландтарини энергия доранд ва интихоби стандартӣ барои бастаҳои батарея барои бисёре аз маҳсулоти истеъмолӣ, аз ноутбукҳо то мошинҳои барқӣ мебошанд.Гарчанде ки онҳо ба таври аъло кор мекунанд, онҳо метавонанд набахшанд, агар берун аз минтақаи бехатари амалиётӣ (SOA) кор кунанд, бо натиҷаҳо аз осебпазирии кори батарея то оқибатҳои ошкори хатарнок.BMS бешубҳа тавсифи кори душвор дорад ва мураккабии умумӣ ва назорати он метавонад фанҳои зиёдеро ба мисли барқ, рақамӣ, назорат, гармӣ ва гидравликӣ фаро гирад.

Системаҳои идоракунии батарея чӣ гуна кор мекунанд?

Системаҳои идоракунии батарея маҷмӯи собит ё беназири меъёрҳое надоранд, ки бояд қабул карда шаванд.Ҳаҷми тарҳрезии технологӣ ва хусусиятҳои татбиқшаванда умуман бо:

• Хароҷот, мураккабӣ ва андозаи бастаи батарея
• Истифодаи батарея ва ҳама гуна нигарониҳои бехатарӣ, мӯҳлати истифода ва кафолат
• Талаботи сертификатсия аз санадҳои гуногуни ҳукуматӣ, ки дар сурати мавҷуд будани чораҳои бехатарии функсионалии нокифоя хароҷот ва ҷаримаҳо муҳиманд.

Бисёр хусусиятҳои тарроҳии BMS мавҷуданд, ки идоракунии муҳофизати бастаи батарея ва идоракунии иқтидор ду хусусияти муҳим мебошанд.Мо дар ин ҷо муҳокима хоҳем кард, ки ин ду хусусият чӣ гуна кор мекунанд.Идоракунии ҳифзи бастаи батарея ду арсаи калидӣ дорад: муҳофизати барқӣ, ки имкон надодан ба зарари батареяро тавассути истифодаи берун аз SOA-и худ дар назар дорад ва муҳофизати гармӣ, ки назорати ғайрифаъол ва / ё фаъоли ҳароратро барои нигоҳдорӣ ё ворид кардани баста ба SOA дар бар мегирад.

Муҳофизати идоракунии барқ: ҷорӣ

Мониторинги ҷараёни батарея ва шиддати ҳуҷайра ё модул роҳи ҳифзи барқ ​​аст.SOA-и электрикии ҳар як ҳуҷайраи батарея бо ҷараён ва шиддат вобаста аст.Тасвири 1 як ҳуҷайраи литий-ионии SOA-ро нишон медиҳад ва BMS-и хуб тарҳрезишуда бастаро тавассути пешгирӣ кардани амалиёт берун аз рейтингҳои ҳуҷайраҳои истеҳсолкунанда муҳофизат мекунад.Дар бисёр мавридҳо, барои истиқомат дар минтақаи бехатари SOA ба манфиати пешбурди мӯҳлати минбаъдаи батарея, бекоркунии минбаъда татбиқ карда мешавад.

Ҳуҷайраҳои литий-ион барои пур кардани барқ ​​нисбат ба разряд маҳдудиятҳои гуногуни ҷорӣ доранд ва ҳарду режим метавонанд ҷараёнҳои баландтари баландро, гарчанде ки дар муддати кӯтоҳ идора кунанд.Истеҳсолкунандагони ҳуҷайраҳои аккумулятор одатан ҳадди ниҳоии ҷории пуркунии барқ ​​ва разрядро дар якҷоягӣ бо ҳадди аксар пуркунии барқ ​​ва холӣ кардани ҷорӣ муайян мекунанд.BMS, ки муҳофизати ҷориро таъмин мекунад, бешубҳа ҷараёни максималии доимиро истифода мебарад.Бо вуҷуди ин, ин метавонад пеш аз тағирёбии ногаҳонии шароити сарборӣ бошад;масалан, суръатбахшии якбораи мошини электрикӣ.BMS метавонад мониторинги ҷараёнро тавассути муттаҳид кардани ҷараён ва пас аз вақти дельта дар бар гирад, қарор кунад, ки ҷараёни мавҷударо коҳиш диҳад ё ҷараёни маҷмӯаро комилан қатъ кунад.Ин ба BMS имкон медиҳад, ки ба қуллаҳои шадиди ҷорӣ ҳассосияти қариб фаврӣ дошта бошад, ба монанди ҳолати ноқилҳои кӯтоҳ, ки таваҷҷӯҳи ягон приставҳои сокинро ба худ ҷалб накардааст, аммо инчунин ба талаботҳои қуллаҳои баланд бахшанда бошад, ба шарте ки онҳо барои онҳо аз ҳад зиёд набошанд. дароз.

Муҳофизати идоракунии барқ: шиддат

Дар расми 2 нишон дода шудааст, ки ҳуҷайраи литий-ион бояд дар доираи муайяни шиддат кор кунад.Ин сарҳадҳои SOA дар ниҳоят аз ҷониби химияи дохилии ҳуҷайраи интихобшудаи литий-ион ва ҳарорати ҳуҷайраҳо дар вақти дилхоҳ муайян карда мешаванд.Гузашта аз ин, азбаски ҳар як бастаи батарея миқдори зиёди гардиши ҷорӣро аз сар мегузаронад, аз сабаби талаботҳои сарборӣ ва пур кардани барқ ​​аз манбаъҳои гуногуни энергия, ин маҳдудиятҳои шиддати SOA одатан барои оптимизатсияи мӯҳлати батарея маҳдуд карда мешаванд.BMS бояд донад, ки ин маҳдудиятҳо чист ва қарорҳоро дар асоси наздикӣ ба ин остонаҳо қабул мекунад.Масалан, ҳангоми наздик шудан ба ҳадди шиддати баланд, BMS метавонад тадриҷан кам кардани ҷараёни барқро талаб кунад ё метавонад дар сурати расидан ба ҳадди ниҳоии ҷараёни барқ ​​​​пурра қатъ карда шавад.Аммо, ин маҳдудият одатан бо мулоҳизаҳои иловагии гистерези шиддати дохилӣ барои пешгирӣ кардани сӯҳбати назоратӣ дар бораи ҳадди хомӯшкунӣ ҳамроҳ карда мешавад.Аз тарафи дигар, ҳангоми наздик шудан ба маҳдудияти шиддати паст, BMS дархост мекунад, ки сарбориҳои асосии вайронкунанда талаботи ҷории онҳоро коҳиш диҳанд.Дар мавриди мошини электрикӣ, ин метавонад бо роҳи кам кардани моменти иҷозатдодашуда, ки барои муҳаррики кашиш мавҷуд аст, анҷом дода шавад.Албатта, BMS бояд ҳангоми муҳофизати бастаи батарея барои пешгирии зарари доимӣ масъалаҳои бехатарӣ барои ронанда афзалияти аввалиндараҷа бошад.

Ҳифзи идоракунии гармӣ: Ҳарорат

Дар арзиши номиналӣ, чунин ба назар мерасад, ки ҳуҷайраҳои литий-ион доираи васеи ҳарорати корӣ доранд, аммо иқтидори умумии батарея дар ҳарорати паст кам мешавад, зеро суръати реаксияи химиявӣ ба таври назаррас суст мешавад.Дар робита ба қобилият дар ҳарорати паст, онҳо нисбат ба батареяҳои кислотаи сурб ё NiMh хеле беҳтар кор мекунанд;аммо, идоракунии ҳарорат оқилона муҳим аст, зеро пур кардани барқ ​​аз 0 °C (32 °F) аз ҷиҳати ҷисмонӣ мушкил аст.Ҳодисаи пӯшиши литийи металлӣ метавонад дар анод ҳангоми пуркунии зери яхкунӣ рух диҳад.Ин зарари доимӣ аст ва на танҳо боиси коҳиши иқтидор мегардад, балки ҳуҷайраҳо дар сурати дучор шудан ба ларзиш ё дигар шароити стресс осебпазиртар ба ноком мешаванд.BMS метавонад ҳарорати бастаи батареяро тавассути гармкунӣ ва хунуккунӣ назорат кунад.

Идоракунии гармидиҳии амалӣ комилан аз андоза ва арзиши бастаи батарея ва ҳадафҳои иҷроиш, меъёрҳои тарроҳии BMS ва воҳиди маҳсулот вобаста аст, ки метавонад баррасии минтақаи ҷуғрофии мақсаднокро дар бар гирад (масалан, Аляска ва Ҳавайӣ).Новобаста аз намуди гармкунак, гирифтани энергия аз манбаи берунаи AC ё батареяи алтернативии резидентӣ, ки дар ҳолати зарурӣ гармкунакро идора мекунад, самараноктар аст.Бо вуҷуди ин, агар гармкунаки барқӣ қувваи ками ҷараён дошта бошад, энергияи батареяи аввалияро барои гарм кардани худ сифон кардан мумкин аст.Агар системаи гидравликии гармидиҳӣ амалӣ карда шавад, он гоҳ як гармкунаки барқӣ барои гарм кардани моеъи хунуккунанда истифода мешавад, ки дар тамоми маҷмӯи бастаҳо насос ва тақсим карда мешавад.

Муҳандисони тарроҳии BMS бешубҳа ҳиллаҳои тиҷорати тарроҳии худро доранд, то энергияи гармиро ба қутт ворид кунанд.Масалан, электроникаи гуногуни барқ ​​дар дохили BMS, ки ба идоракунии иқтидор бахшида шудаанд, метавонанд фаъол карда шаванд.Гарчанде ки он ҳамчун гармидиҳии мустақим самаранок нест, онро новобаста аз он истифода бурдан мумкин аст.Хусусан хунуккунӣ барои кам кардани талафоти кори бастаи батареяи литий-ион муҳим аст.Масалан, шояд батареяи додашуда дар ҳарорати 20°С оптималӣ кор кунад;агар ҳарорати бастабандӣ то 30°C боло равад, самаранокии кори онро то 20% кам кардан мумкин аст.Агар маҷмӯа дар ҳарорати 45 ° C (113 ° F) пайваста пур карда шавад ва пур карда шавад, талафоти кор метавонад то 50% зиёд шавад.Мӯҳлати батарея инчунин метавонад аз пиршавии бармаҳал ва таназзул дучор шавад, агар пайваста ба тавлиди гармии аз ҳад зиёд дучор шавад, махсусан дар давраи пуркунии зуд ва холӣ.Хунуккунӣ одатан бо ду усул, ғайрифаъол ё фаъол ба даст оварда мешавад ва ҳарду усулро метавон истифода бурд.Сардшавии ғайрифаъол ба ҳаракати ҷараёни ҳаво барои хунук кардани батарея такя мекунад.Дар мавриди мошини барқӣ, ин маънои онро дорад, ки он танҳо дар роҳ ҳаракат мекунад.Бо вуҷуди ин, он метавонад назар ба он ки ба назар мерасад, мураккабтар бошад, зеро сенсорҳои суръати ҳаво метавонанд барои ба таври стратегӣ худкор танзим кардани сарбандҳои дефлективии ҳаво барои ҳадди аксар расонидани ҷараёни ҳаво муттаҳид карда шаванд.Татбиқи як вентилятори фаъоли аз ҳарорат идорашаванда метавонад дар суръати паст ё ҳангоми боздоштани мошин кӯмак кунад, аммо ҳамаи ин метавонад танҳо баробар кардани бастаро бо ҳарорати муҳити атроф анҷом диҳад.Дар сурати рӯзи гармии сӯзон, ин метавонад ҳарорати ибтидоии бастаро зиёд кунад.Сардшавии гармидиҳии фаъоли гидравликиро метавон ҳамчун як системаи иловагӣ тарҳрезӣ кард ва маъмулан сардкунандаи этиленгликолро бо таносуби муайяни омехта истифода мебарад, ки тавассути насоси электрикии муҳаррик тавассути қубурҳо / шлангҳо, коллекторҳои тақсимот, мубодилаи ҷараён (радиатор) гардиш мекунад. , ва сардшавии резидент судї бар зидди калисо бастаи батарея.BMS ҳароратро дар тамоми баста назорат мекунад ва клапанҳои гуногунро мекушояд ва мепӯшад, то ҳарорати умумии батареяро дар доираи танг нигоҳ дорад, то кори оптималии батареяро таъмин кунад.

Идоракунии иқтидор

Баланд бардоштани иқтидори бастаи батарея, эҳтимолан яке аз муҳимтарин хусусиятҳои иҷрои батарея мебошад, ки BMS таъмин мекунад.Агар ин нигоҳдорӣ иҷро нашавад, бастаи батарея дар ниҳоят метавонад бефоида гардад.Решаи масъала дар он аст, ки бастаи батарея "стек" (массиви силсилаи ҳуҷайраҳо) комилан баробар нест ва ба таври худкор суръати ихроҷ ё худпартоии каме фарқ мекунад.Ихроҷ нуқсони истеҳсолкунанда нест, балки хусусияти химиявии батарея аст, гарчанде ки он метавонад аз ҷиҳати оморӣ аз тағирёбии дақиқаҳои раванди истеҳсолот таъсир расонад.Дар аввал як бастаи батарея метавонад ҳуҷайраҳои ба ҳам мувофиқ дошта бошад, аммо бо мурури замон шабоҳати ҳуҷайра ба ҳуҷайра боз ҳам бадтар мешавад, на танҳо аз сабаби худидоракунии барқ, балки аз гардиши барқ/разряд, баландшавии ҳарорат ва пиршавии умумии тақвим низ таъсир мерасонад.Бо ин фаҳмидани он, муҳокимаи қаблиро ба ёд оред, ки ҳуҷайраҳои литий-ион ба таври аъло кор мекунанд, аммо агар берун аз SOA қатъӣ кор карда шаванд, метавонанд набахшанд.Мо қаблан дар бораи муҳофизати зарурии барқ ​​​​фаҳмидем, зеро ҳуҷайраҳои литий-ионҳо бо пуркунии аз ҳад зиёд кор намекунанд.Пас аз пур кардани барқ, онҳо дигар ҷараёнро қабул карда наметавонанд ва ҳама гуна энергияи иловагие, ки ба он тела дода мешавад, дар гармӣ интиқол дода мешавад ва шиддат эҳтимолан зуд, эҳтимолан ба сатҳи хатарнок баланд мешавад.Ин ҳолати солим барои ҳуҷайра нест ва дар сурати идома ёфтани он метавонад зарари доимӣ ва шароити хатарноки фаъолиятро ба бор орад.

Массиви ҳуҷайраҳои силсилаи батареяҳо он чизест, ки шиддати умумии бастаро муайян мекунад ва номутобиқатии байни ҳуҷайраҳои ҳамсоя ҳангоми кӯшиши пур кардани ҳама гуна стек мушкилиро ба вуҷуд меорад.Тасвири 3 нишон медиҳад, ки чаро ин тавр аст.Агар як кас маҷмӯи комилан мутавозуни ҳуҷайраҳо дошта бошад, ҳамааш хуб аст, зеро ҳар кадоми онҳо ба таври баробар барқ ​​мегиранд ва ҷараёни барқро ҳангоми расидан ба ҳадди қатъшавии шиддати болоии 4.0 қатъ кардан мумкин аст.Аммо, дар сенарияи номутаносиб, ҳуҷайраи болоӣ ба ҳадди ниҳоии барқи худ барвақт мерасад ва ҷараёни барқро пеш аз он ки дигар ҳуҷайраҳои асосӣ ба иқтидори пуррааш пур карда шаванд, қатъ кардан лозим аст.

BMS он чизест, ки рӯзро сарфа мекунад ё батареяро дар ин ҳолат сарфа мекунад.Барои нишон додани он, ки ин чӣ гуна кор мекунад, таърифи калидӣ бояд шарҳ дода шавад.Ҳолати барқ ​​(SOC)-и ячейка ё модул дар вақти додашуда ба заряди мавҷуда нисбат ба заряди умумӣ ҳангоми пур кардани барқ ​​мутаносиб аст.Ҳамин тариқ, батареяе, ки дар 50% SOC ҷойгир аст, маънои онро дорад, ки он 50% заряднок аст, ки ба нишондиҳандаи ченаки сӯзишворӣ монанд аст.Идоракунии иқтидори BMS ҳама дар бораи мувозинат кардани тағирёбии SOC дар ҳар як стек дар маҷмӯаи бастаҳо мебошад.Азбаски SOC миқдори мустақими ченшаванда нест, онро бо усулҳои гуногун ҳисоб кардан мумкин аст ва худи схемаи мувозинат умуман ба ду категорияи асосӣ, ғайрифаъол ва фаъол дохил мешавад.Вариантҳои зиёди мавзӯъҳо вуҷуд доранд ва ҳар як намуд ҷиҳатҳои мусбат ва манфӣ дорад.Ин ба муҳандиси тарроҳии BMS вобаста аст, ки кадоме аз он барои бастаи батареяи додашуда ва татбиқи он оптимал аст.Мувозинати ғайрифаъол осонтарини татбиқ ва инчунин шарҳ додани консепсияи умумии мувозинат мебошад.Усули ғайрифаъол имкон медиҳад, ки ҳар як ҳуҷайраи стек дорои қобилияти заряднок бо ҳуҷайраи заифтарин бошад.Бо истифода аз ҷараёни нисбатан паст, он миқдори ками энергияро аз ҳуҷайраҳои баланди SOC дар давоми давраи пуркунии барқ ​​​​мебарад, то ҳама ҳуҷайраҳо то ҳадди ниҳоии SOC-и худ барқ ​​гиранд.Дар расми 4 нишон дода шудааст, ки чӣ тавр ин аз ҷониби BMS иҷро карда мешавад.Он ҳар як ҳуҷайраро назорат мекунад ва дар баробари ҳар як ҳуҷайра як гузариши транзистор ва муқовимати разряди мувофиқро истифода мебарад.Вақте ки BMS ҳис мекунад, ки ҳуҷайраи додашуда ба ҳадди барқи худ наздик мешавад, он ҷараёни зиёдатиро дар атрофи он ба ҳуҷайраи оянда ба таври аз боло ба поён равона мекунад.

Нуқтаҳои ниҳоии раванди мувозинат пеш аз ва баъд дар расми 5 нишон дода шудаанд. Хулоса, BMS стеки батареяро мувозинат мекунад ва ба ячейка ё модули стек имкон медиҳад, ки ҷараёни дигари пуркунии барқро аз ҷараёни баста бо яке аз роҳҳои зерин бубинад:

• Хориҷ кардани заряд аз ҳуҷайраҳои пурқувваттарин, ки барои ҷараёнҳои пуркунандаи иловагӣ барои пешгирӣ кардани пуркунии барқ ​​имкон медиҳад ва ба ҳуҷайраҳои камтар заряднок имкон медиҳад, ки ҷараёни бештари барқро гиранд.
• Бозгашти баъзе ё қариб ҳамаи ҷараёни барқгиранда дар атрофи ҳуҷайраҳои пурқувваттарин, ки ба ин васила имкон медиҳад, ки ҳуҷайраҳои камтар заряднок ҷараёни барқро барои муддати тӯлонӣ гиранд.

Намудҳои системаҳои идоракунии батарея

Системаҳои идоракунии батареяҳо аз оддӣ то мураккаб фарқ мекунанд ва метавонанд доираи васеи технологияҳои гуногунро дар бар гиранд, то ба дастури асосии худ оид ба "ғамхорӣ ба батарея" ноил шаванд.Аммо, ин системаҳоро дар асоси топологияи худ гурӯҳбандӣ кардан мумкин аст, ки ба он вобаста аст, ки онҳо дар ҳуҷайраҳо ё модулҳо дар бастаи батарея чӣ гуна насб ва кор мекунанд.

Архитектураи марказонидашудаи BMS

Дар маҷмӯаи бастаи батарея як BMS-и марказӣ дорад.Ҳама бастаҳои батарея мустақиман ба маркази BMS пайваст карда шудаанд.Сохтори БМС-и мутамарказ дар расми 6 нишон дода шудааст. БМ-и мутамарказ баъзе бартариҳо дорад.Он зичтар аст ва он одатан аз ҳама сарфакор аст, зеро танҳо як BMS мавҷуд аст.Аммо, камбудиҳои BMS мутамарказ вуҷуд доранд.Азбаски ҳамаи батареяҳо мустақиман ба BMS пайваст карда шудаанд, BMS барои пайвастшавӣ бо ҳама бастаҳои батарея портҳои зиёде лозим аст.Ин ба миқдори зиёди ноқилҳо, ноқилҳо, пайвасткунакҳо ва ғайра дар бастаҳои батареяҳои калон табдил меёбад, ки ҳам бартараф кардани мушкилот ва ҳам нигоҳдории онро мушкил мекунад.

Топологияи модулии BMS

Монанди татбиқи мутамарказ, BMS ба якчанд модулҳои такрорӣ тақсим карда мешавад, ки ҳар яки онҳо бастаи махсуси симҳо ва пайвастҳо ба қисмати ҳамсояи таъиншудаи стек батарея доранд.Ба расми 7 нигаред. Дар баъзе мавридҳо, ин зермодулҳои BMS метавонанд зери назорати модули асосии BMS ҷойгир шаванд, ки вазифаи он мониторинги ҳолати зермодулҳо ва иртибот бо таҷҳизоти канорӣ мебошад.Бо шарофати модули такрорӣ, бартараф кардани мушкилот ва нигоҳдорӣ осонтар аст ва васеъшавӣ ба бастаҳои калонтари батарея осон аст.Камбуди он аст, ки хароҷоти умумӣ каме баландтаранд ва вобаста ба барнома, функсияҳои истифоданашуда метавонанд такрор шаванд.

BMS ибтидоӣ/тобеъ

Аз ҷиҳати консептуалӣ ба топологияи модулӣ монанд аст, аммо дар ин ҳолат, ғуломон бештар бо интиқоли иттилооти андозагирӣ маҳдуданд ва усто ба ҳисобкунӣ ва назорат ва инчунин иртиботи беруна бахшида шудааст.Ҳамин тавр, дар ҳоле ки ба монанди намудҳои модулӣ, хароҷот метавонад камтар бошад, зеро функсияҳои ғуломҳо одатан соддатаранд, эҳтимолан хароҷоти камтар ва хусусиятҳои истифоданашуда камтаранд.

Архитектураи тақсимшудаи BMS

Ба таври назаррас аз топологияҳои дигар, ки дар он сахтафзор ва нармафзори электронӣ дар модулҳое фаро гирифта шудаанд, ки ба ҳуҷайраҳо тавассути бастаҳои ноқилҳои замимашуда пайваст мешаванд.BMS тақсимшуда тамоми сахтафзорҳои электрониро дар тахтаи идоракунӣ дар бар мегирад, ки бевосита дар ҳуҷайра ё модули назоратшаванда ҷойгир карда шудааст.Ин қисми асосии ноқилҳоро ба якчанд симҳои сенсорӣ ва симҳои иртиботӣ байни модулҳои ҳамсояи BMS сабук мекунад.Аз ин рӯ, ҳар як BMS бештар мустақил буда, ҳисобҳо ва иртиботро мувофиқи зарурат идора мекунад.Аммо, сарфи назар аз ин соддагии намоён, ин шакли ҳамгирошуда ҳалли мушкилот ва нигоҳубинро эҳтимолан мушкил мекунад, зеро он дар дохили як маҷмӯи модули сипар ҷойгир аст.Хароҷот низ одатан баландтар аст, зеро дар сохтори умумии батареяҳо BMSs зиёданд.

Муҳимияти системаҳои идоракунии батарея

Амнияти функсионалӣ дар BMS аҳамияти баланд дорад.Ҳангоми пуркунии барқ ​​ва холӣ, барои пешгирӣ кардани шиддат, ҷараён ва ҳарорати ҳар як ҳуҷайра ё модули таҳти назорати назоратӣ аз зиёд шудани ҳудуди муайяншудаи SOA муҳим аст.Агар маҳдудиятҳо барои муддати тӯлонӣ аз ҳад зиёд гузаранд, на танҳо бастаи батареяи эҳтимолан гаронбаҳо осеб мерасонад, балки метавонад шароити хатарноки гармии фирорӣ ба вуҷуд ояд.Ғайр аз он, барои ҳифзи ҳуҷайраҳои литий-ион ва бехатарии функсионалӣ маҳдудиятҳои ҳадди ниҳоии шиддат низ ба таври ҷиддӣ назорат карда мешаванд.Агар батареяи Li-ion дар ин ҳолати пастшиддат бимонад, дар ниҳоят дендритҳои мис метавонанд дар анод афзоиш ёбанд, ки ин метавонад боиси баланд шудани суръати худсарбандии худ ва нигарониҳои эҳтимолии бехатарӣ гардад.Зичии баланди энергияи системаҳои пурқуввати литий-ион бо нархе меояд, ки барои хатогиҳои идоракунии батарея ҷой кам мекунад.Бо шарофати BMSs ва такмили литий-ион, ин яке аз химияҳои муваффақтарин ва бехатари батареяи имрӯза мебошад.

Фаъолияти бастаи батарея хусусияти муҳимтарини навбатии BMS мебошад ва он идоракунии барқ ​​ва гармиро дар бар мегирад.Барои аз ҷиҳати электрикӣ оптимизатсия кардани иқтидори умумии батарея, ҳамаи ҳуҷайраҳои баста бояд мутавозин карда шаванд, ки ин маънои онро дорад, ки SOC ҳуҷайраҳои ҳамсоя дар тамоми маҷмӯа тақрибан баробаранд.Ин бениҳоят муҳим аст, зеро на танҳо иқтидори оптималии батареяро амалӣ кардан мумкин аст, балки он ба пешгирии таназзули умумӣ кӯмак мекунад ва нуқтаҳои эҳтимолиро аз пуркунии ҳуҷайраҳои заиф коҳиш медиҳад.Батареяҳои литий-ион бояд аз разряди поён аз маҳдудиятҳои шиддати паст худдорӣ кунанд, зеро ин метавонад ба таъсири хотира ва талафоти назарраси иқтидор оварда расонад.Равандҳои электрохимиявӣ ба ҳарорат хеле осебпазиранд ва батареяҳо истисно нестанд.Вақте ки ҳарорати муҳити атроф паст мешавад, иқтидор ва қувваи мавҷудаи батарея ба таври назаррас хомӯш мешавад.Дар натиҷа, BMS метавонад як гармкунаки берунии дохилиро, ки дар системаи хунуккунии моеъи батареяи автомобилии барқӣ ҷойгир аст ё плитаҳои гармкунаки доимӣ, ки дар зери модулҳои бастаи дар дохили чархбол ҷойгиршуда насб карда шудаанд, ҷалб кунад. ҳавопаймо.Илова бар ин, азбаски пуркунии ҳуҷайраҳои литий-ионҳои сард ба кори батарея зараровар аст, муҳим аст, ки аввал ҳарорати батареяро ба қадри кофӣ баланд кунед.Аксари ҳуҷайраҳои литий-ион ҳангоми камтар аз 5°C зуд барқгир карда намешаванд ва ҳангоми аз 0°С камтар буданашон набояд умуман пур карда шаванд.Барои иҷрои беҳтарин ҳангоми истифодаи маъмулии амалиётӣ, идоракунии гармидиҳии BMS аксар вақт кафолат медиҳад, ки батарея дар минтақаи танги Goldilocks кор мекунад (масалан, 30 - 35 ° C).Ин корҳоро муҳофизат мекунад, умри дарозро таъмин мекунад ва бастаи солим ва боэътимоди батареяро фароҳам меорад.

Манфиатҳои системаҳои идоракунии батарея

Тамоми системаи нигоҳдории энергияи батарея, ки аксар вақт BESS номида мешавад, вобаста ба барнома метавонад аз даҳҳо, садҳо ва ҳатто ҳазорҳо ҳуҷайраҳои литий-ионӣ, ки ба таври стратегӣ якҷоя баста шудаанд, иборат бошад.Ин системаҳо метавонанд дараҷаи шиддати камтар аз 100 В дошта бошанд, аммо метавонанд то 800 В баланд бошанд, бо ҷараёнҳои таъминоти баста то 300А ё бештар аз он.Ҳама гуна идоракунии нодурусти як бастаи шиддати баланд метавонад ба фалокати фалокатовар ба ҳаёт таҳдид кунад.Аз ин рӯ, BMSs барои таъмини кори бехатар комилан муҳиманд.Манфиатҳои BMS-ро ба таври зерин ҷамъбаст кардан мумкин аст.

• Бехатарии функсионалӣ.Барои бастаҳои батареяҳои литий-ион формати калон, ин махсусан оқилона ва муҳим аст.Аммо ҳатто форматҳои хурдтаре, ки дар ноутбукҳо истифода мешаванд, маълуманд, ки оташ мегиранд ва хисороти калон мерасонанд.Бехатарии шахсии корбарони маҳсулоте, ки системаҳои пурқуввати литий-ионро дар бар мегиранд, барои хатогиҳои идоракунии батарея ҷойгоҳи кам мегузорад.
• Давомнокии ҳаёт ва эътимоднокӣ.Идоракунии муҳофизати бастаи батарея, барқӣ ва гармӣ кафолат медиҳад, ки ҳама ҳуҷайраҳо дар доираи талаботи эълоншудаи SOA истифода мешаванд.Ин назорати нозук кафолат медиҳад, ки ҳуҷайраҳо аз истифодаи хашмгин ва чарх задани барқ ​​​​ва разряди зуд ғамхорӣ карда шаванд ва ногузир ба системаи устуворе оварда мерасонад, ки эҳтимолан хидмати чандинсолаи боэътимодро таъмин мекунад.
• Фаъолият ва диапазон.Идоракунии иқтидори бастаи батареяи BMS, ки дар он мувозинати ҳуҷайра ба ҳуҷайра барои баробар кардани SOC ҳуҷайраҳои ҳамсоя дар маҷмӯаи баста истифода мешавад, имкон медиҳад, ки иқтидори беҳтарини батарея амалӣ карда шавад.Бе ин хусусияти BMS барои ҳисоб кардани тағирот дар разряди худидоракунӣ, гардиши барқ ​​/ разряд, таъсири ҳарорат ва пиршавии умумӣ, бастаи батарея дар ниҳоят метавонад худро бефоида гардонад.
• Ташхис, ҷамъоварии маълумот ва иртиботи беруна.Вазифаҳои назорат мониторинги доимии ҳамаи ҳуҷайраҳои батареяро дар бар мегиранд, ки дар он сабти маълумот метавонад мустақилона барои ташхис истифода шавад, аммо аксар вақт ба вазифаи ҳисобкунӣ барои ҳисоб кардани SOC-и ҳама ҳуҷайраҳои маҷлис таъин карда мешавад.Ин маълумот барои алгоритмҳои мувозинат истифода мешавад, аммо дар маҷмӯъ метавонад ба дастгоҳҳо ва дисплейҳои беруна интиқол дода шавад, то энергияи доимиро нишон диҳад, диапазони интизорӣ ё диапазон/мӯҳлатро дар асоси истифодаи ҷорӣ ҳисоб кунад ва вазъи саломатии бастаи батареяро таъмин кунад.
• Кам кардани хароҷот ва кафолат.Ҷорӣ кардани BMS ба BESS хароҷотро зиёд мекунад ва бастаҳои батарея гарон ва эҳтимолан хатарноканд.Чӣ қадаре ки система мураккабтар бошад, талаботи бехатарӣ ҳамон қадар баландтар мешавад, ки дар натиҷа зарурати ҳузури назорати бештари BMS мегардад.Аммо ҳифз ва нигоҳдории пешгирикунандаи BMS оид ба бехатарии функсионалӣ, давомнокӣ ва эътимоднокӣ, фаъолият ва диапазон, ташхис ва ғайра кафолат медиҳад, ки он хароҷоти умумиро, аз ҷумла хароҷоти марбут ба кафолатро коҳиш медиҳад.

Системаҳои идоракунии батарея ва синопсис

Симуляция як шарики арзишманд барои тарҳрезии BMS мебошад, алахусус ҳангоми омӯхтан ва ҳалли мушкилоти тарроҳӣ дар таҳияи сахтафзор, прототипсозӣ ва озмоиш истифода мешавад.Бо модели дақиқи ҳуҷайраи литий-ион дар бозӣ, модели симулятсияи меъмории BMS мушаххасоти иҷрошаванда мебошад, ки ҳамчун прототипи виртуалӣ эътироф шудааст.Илова бар ин, симулятсия имкон медиҳад, ки вариантҳои функсияҳои назорати BMS бар зидди сенарияҳои гуногуни кори батарея ва муҳити зист бедард тафтиш карда шаванд.Масъалаҳои татбиқро хеле барвақт ошкор ва тафтиш кардан мумкин аст, ки ин имкон медиҳад, ки беҳбуди кор ва бехатарии функсионалӣ пеш аз татбиқ дар прототипи воқеии сахтафзор санҷида шавад.Ин вақти таҳияро кам мекунад ва ба он кӯмак мекунад, ки прототипи сахтафзор устувор бошад.Илова бар ин, бисёре аз санҷишҳои аутентификатсия, аз ҷумла сенарияҳои бадтарин, метавонанд аз BMS ва бастаи батарея ҳангоми амалӣ кардани замимаҳои системаи дарунсохташуда гузаронида шаванд.

Синопсис SaberRDКитобхонаҳои гидравликии васеъ, рақамӣ, назоратӣ ва гармиро пешниҳод мекунад, то ба муҳандисоне, ки ба тарҳрезӣ ва таҳияи BMS ва бастаи батарея таваҷҷӯҳ доранд.Асбобҳо барои зуд тавлид кардани моделҳо аз мушаххасоти асосии ҷадвали маълумот ва каҷҳои андозагирӣ барои бисёре аз дастгоҳҳои электронӣ ва намудҳои гуногуни химияи батарея мавҷуданд.Таҳлилҳои оморӣ, стресс ва хатогӣ имкон медиҳанд, ки дар тамоми спектрҳои минтақаи амалкунанда, аз ҷумла минтақаҳои сарҳадӣ тафтиш карда шаванд, то эътимоднокии умумии BMS-ро таъмин кунанд.Ғайр аз он, бисёр намунаҳои тарроҳӣ пешниҳод карда мешаванд, то ба корбарон имкон диҳанд, ки лоиҳаро оғоз кунанд ва ба зудӣ ба ҷавобҳои зарурӣ аз моделиронӣ расанд.