Batareya boshqaruv tizimi nima?

Ta'rif

Batareyani boshqarish tizimi (BMS) - bu batareyalar to'plamini nazorat qilishga bag'ishlangan texnologiya bo'lib, u batareya xujayralari yig'indisi bo'lib, elektr quvvati bilan qator x ustunli matritsa konfiguratsiyasida belgilangan kuchlanish va oqim diapazonini uzoq vaqt davomida etkazib berishga imkon beradi. kutilgan yuk stsenariylari.BMS taqdim etadigan nazorat odatda quyidagilarni o'z ichiga oladi:

• Batareyani kuzatish
• Batareyani himoya qilishni ta'minlash
• Batareyaning ish holatini baholash
• Doimiy ravishda batareya quvvatini optimallashtirish
• Tashqi qurilmalarga operatsion holat haqida xabar berish

Bu erda "batareya" atamasi butun paketni nazarda tutadi;biroq, monitoring va nazorat funktsiyalari alohida hujayralar yoki umumiy batareyalar to'plamidagi modullar deb ataladigan hujayralar guruhlari uchun maxsus qo'llaniladi.Lityum-ionli qayta zaryadlanuvchi xujayralar eng yuqori energiya zichligiga ega va noutbuklardan tortib elektr transport vositalarigacha bo'lgan ko'plab iste'mol mahsulotlari uchun batareya paketlari uchun standart tanlovdir.Ular a'lo darajada ishlashiga qaramay, ular odatda qattiq xavfsiz operatsion zonadan (SOA) tashqarida ishlatilsa, ular juda murosasiz bo'lishi mumkin, natijada batareyaning ishlashini buzishdan to'g'ridan-to'g'ri xavfli oqibatlarga olib keladi.BMS, albatta, qiyin ish tavsifiga ega va uning umumiy murakkabligi va nazorati elektr, raqamli, boshqaruv, issiqlik va gidravlika kabi ko'plab fanlarni qamrab olishi mumkin.

Batareya boshqaruv tizimlari qanday ishlaydi?

Batareyani boshqarish tizimlari qabul qilinishi kerak bo'lgan qat'iy yoki noyob mezonlarga ega emas.Texnologiyani loyihalash ko'lami va amalga oshirilgan xususiyatlar odatda quyidagilar bilan bog'liq:

• Batareya paketining narxi, murakkabligi va hajmi
• Batareyaning qo'llanilishi va har qanday xavfsizlik, xizmat muddati va kafolat bilan bog'liq muammolar
• Agar funktsional xavfsizlik choralari etarli bo'lmasa, xarajatlar va jarimalar muhim ahamiyatga ega bo'lgan turli davlat qoidalaridan sertifikatlash talablari

BMS dizaynining ko'plab xususiyatlari mavjud, ularda batareyalar paketini himoya qilishni boshqarish va quvvatni boshqarish ikkita muhim xususiyatdir.Biz bu erda bu ikki xususiyat qanday ishlashini muhokama qilamiz.Batareya to'plamini himoya qilishni boshqarish ikkita asosiy maydonga ega: SOA dan tashqarida foydalanish natijasida batareyaning shikastlanishiga yo'l qo'ymaslikni nazarda tutadigan elektr himoyasi va paketni saqlash yoki uni SOAga olib kirish uchun passiv va/yoki faol haroratni nazorat qilishni o'z ichiga olgan termal himoya.

Elektr boshqaruvini himoya qilish: oqim

Batareya to'plami oqimini va hujayra yoki modul kuchlanishlarini kuzatish elektrdan himoyalanish yo'lidir.Har qanday akkumulyator batareyasining elektr SOAsi oqim va kuchlanish bilan bog'langan.1-rasmda odatiy litiy-ion hujayrali SOA tasvirlangan va yaxshi ishlab chiqilgan BMS ishlab chiqaruvchining hujayra reytinglaridan tashqarida ishlashning oldini olish orqali paketni himoya qiladi.Ko'pgina hollarda, batareyaning ishlash muddatini uzaytirish maqsadida SOA xavfsiz zonasida yashash uchun qo'shimcha deratatsiya qo'llanilishi mumkin.

Lityum-ion xujayralari zaryadlashdan ko'ra zaryadlash uchun turli oqim chegaralariga ega va ikkala rejim ham qisqa vaqt oralig'ida bo'lsa ham, yuqori cho'qqi oqimlarini boshqarishi mumkin.Batareya xujayrasi ishlab chiqaruvchilari odatda maksimal zaryadlash va zaryadsizlanish oqimi chegaralarini, shuningdek maksimal zaryadlash va zaryadsizlanish oqimi chegaralarini belgilaydilar.Oqim himoyasini ta'minlovchi BMS, albatta, maksimal uzluksiz oqimni qo'llaydi.Biroq, bu yuk sharoitlarining keskin o'zgarishini hisobga olish uchun oldin bo'lishi mumkin;masalan, elektr transport vositasining keskin tezlashishi.BMS mavjud oqimni kamaytirish yoki to'liq oqimni to'xtatish to'g'risida qaror qabul qilib, oqim va uchburchak vaqtdan keyin integratsiyalashgan holda eng yuqori oqim monitoringini o'z ichiga olishi mumkin.Bu BMSga hech qanday doimiy sug'urtalovchilarning e'tiborini tortmagan qisqa tutashuv holati kabi ekstremal oqim cho'qqilariga deyarli bir lahzada sezgir bo'lishga imkon beradi, lekin ayni paytda ular haddan tashqari yuqori bo'lmasa, yuqori cho'qqi talablarini kechiradi. uzoq.

Elektr boshqaruvi himoyasi: kuchlanish

2-rasmda lityum-ion xujayrasi ma'lum bir kuchlanish oralig'ida ishlashi kerakligini ko'rsatadi.Ushbu SOA chegaralari oxir-oqibat tanlangan litiy-ion hujayraning ichki kimyosi va istalgan vaqtda hujayralarning harorati bilan aniqlanadi.Bundan tashqari, har qanday akkumulyator to'plami katta miqdordagi oqim aylanishini boshdan kechirganligi sababli, yuk talablari tufayli zaryadsizlanishi va turli energiya manbalaridan zaryadlanganligi sababli, batareyaning ishlash muddatini optimallashtirish uchun ushbu SOA kuchlanish chegaralari odatda qo'shimcha ravishda cheklanadi.BMS bu chegaralar nima ekanligini bilishi kerak va bu chegaralarga yaqinlik asosida qarorlar qabul qiladi.Masalan, yuqori kuchlanish chegarasiga yaqinlashganda, BMS zaryadlash oqimini bosqichma-bosqich kamaytirishni talab qilishi yoki chegaraga erishilganda zaryadlash oqimini butunlay to'xtatishni so'rashi mumkin.Biroq, bu chegara, odatda, o'chirish chegarasi haqida nazorat shovqinining oldini olish uchun qo'shimcha ichki kuchlanish histerezisi mulohazalari bilan birga keladi.Boshqa tomondan, past kuchlanish chegarasiga yaqinlashganda, BMS asosiy faol huquqbuzar yuklarni joriy talablarini kamaytirishni so'raydi.Elektr transport vositasiga kelsak, bu tortish motoriga ruxsat etilgan momentni kamaytirish orqali amalga oshirilishi mumkin.Albatta, BMS doimiy shikastlanishning oldini olish uchun akkumulyator paketini himoya qilishda haydovchi uchun xavfsizlik masalalarini birinchi o'ringa qo'yishi kerak.

Issiqlik boshqaruvi himoyasi: harorat

Nominal qiymatida, litiy-ionli hujayralar keng haroratli ish diapazoniga ega bo'lib ko'rinishi mumkin, ammo past haroratlarda batareyaning umumiy quvvati pasayadi, chunki kimyoviy reaktsiya tezligi sezilarli darajada sekinlashadi.Past haroratlarda ishlash qobiliyatiga kelsak, ular qo'rg'oshin kislotali yoki NiMh batareyalariga qaraganda ancha yaxshi ishlaydi;ammo, haroratni boshqarish juda zarur, chunki 0 °C (32 °F) dan pastroq zaryadlash jismoniy jihatdan muammoli.Metalik lityumning qoplanishi hodisasi muzlashdan past zaryadlash paytida anodda paydo bo'lishi mumkin.Bu doimiy zarar bo'lib, nafaqat quvvatning pasayishiga olib keladi, balki hujayralar tebranish yoki boshqa stressli sharoitlarga duchor bo'lsa, nosozliklarga ko'proq moyil bo'ladi.BMS isitish va sovutish orqali batareya paketining haroratini nazorat qilishi mumkin.

Amalga oshirilgan issiqlik boshqaruvi butunlay batareyalar to'plamining o'lchami va narxiga va ishlash maqsadlariga, BMS dizayn mezonlariga va maqsadli geografik mintaqani (masalan, Alyaskaga qarshi Gavayi) hisobga olishni o'z ichiga olishi mumkin bo'lgan mahsulot birligiga bog'liq.Isitgich turidan qat'i nazar, energiyani tashqi o'zgaruvchan tok manbaidan yoki kerak bo'lganda isitish moslamasini ishlatish uchun muqobil doimiy batareyadan olish odatda samaraliroq bo'ladi.Biroq, agar elektr isitgich kamtarona oqimga ega bo'lsa, asosiy batareyalar to'plamidan energiya o'zini isitish uchun sifonlanishi mumkin.Agar termal gidravlik tizim o'rnatilgan bo'lsa, unda pompalanadigan va paketli yig'ilish bo'ylab taqsimlanadigan sovutish suvini isitish uchun elektr isitgich ishlatiladi.

BMS dizayn muhandislari, shubhasiz, issiqlik energiyasini paketga kiritish uchun dizayn savdosining hiylalariga ega.Misol uchun, BMS ichidagi imkoniyatlarni boshqarishga bag'ishlangan turli quvvat elektronlarini yoqish mumkin.To'g'ridan-to'g'ri isitish kabi samarali bo'lmasa-da, undan qat'iy nazar foydalanish mumkin.Lityum-ion batareyalar to'plamining ishlash yo'qotilishini minimallashtirish uchun sovutish ayniqsa muhimdir.Misol uchun, ehtimol, berilgan batareya 20 ° C da optimal ishlaydi;agar qadoqdagi harorat 30 ° C gacha ko'tarilsa, uning ishlash samaradorligi 20% ga kamayishi mumkin.Agar paket doimiy ravishda 45°C (113°F) haroratda zaryadlansa va qayta zaryadlansa, unumdorlik yo‘qolishi 50% gacha ko‘tarilishi mumkin.Agar doimiy ravishda haddan tashqari issiqlik hosil bo'lsa, ayniqsa tez zaryadlash va zaryadsizlanish davrlarida batareyaning ishlash muddati erta qarishi va degradatsiyasidan aziyat chekishi mumkin.Sovutish odatda passiv yoki faol ikkita usul bilan amalga oshiriladi va ikkala usul ham qo'llanilishi mumkin.Passiv sovutish batareyani sovutish uchun havo oqimining harakatiga tayanadi.Elektr transport vositasiga kelsak, bu uning shunchaki yo'l bo'ylab harakatlanishini anglatadi.Biroq, u ko'rinadiganidan ko'ra murakkabroq bo'lishi mumkin, chunki havo tezligi sensorlari havo oqimini maksimal darajada oshirish uchun strategik ravishda avtomatik sozlash uchun deflektor havo to'g'onlarini sozlash uchun birlashtirilishi mumkin.Faol harorat bilan boshqariladigan fanni o'rnatish past tezlikda yoki avtomobil to'xtab qolganda yordam berishi mumkin, ammo bularning barchasi faqat paketni atrof-muhit harorati bilan tenglashtirishdir.Jazirama issiq kun bo'lsa, bu paketning dastlabki haroratini oshirishi mumkin.Termal gidravlik faol sovutish qo'shimcha tizim sifatida ishlab chiqilishi mumkin va odatda ma'lum bir aralashma nisbati bo'lgan etilen-glikol sovutish suyuqligidan foydalanadi, elektr motorli nasos orqali quvurlar / shlanglar, tarqatish manifoldlari, o'zaro oqim issiqlik almashtirgich (radiator) orqali aylanadi. , va sovutish plitasi batareyalar to'plamiga qarshi turadi.BMS paketdagi haroratni kuzatib boradi va batareyaning optimal ishlashini ta'minlash uchun umumiy batareyaning haroratini tor harorat oralig'ida ushlab turish uchun turli klapanlarni ochadi va yopadi.

Imkoniyatlarni boshqarish

Batareya to'plami hajmini maksimal darajada oshirish, BMS taqdim etadigan batareyaning ishlash qobiliyatining eng muhim xususiyatlaridan biridir.Agar bu texnik xizmat ko'rsatilmasa, batareya to'plami oxir-oqibat o'zini yaroqsiz holga keltirishi mumkin.Muammoning asl sababi shundaki, batareyalar to'plamining "stacki" (ketma-ket hujayralar qatori) mutlaqo teng emas va o'z-o'zidan bir oz farqli oqish yoki o'z-o'zidan zaryadsizlanish tezligiga ega.Oqish ishlab chiqaruvchining nuqsoni emas, balki batareyaning kimyoviy xususiyati, garchi u ishlab chiqarish jarayonining daqiqali o'zgarishi statistik jihatdan ta'sir qilishi mumkin.Dastlab, batareyalar to'plami yaxshi mos keladigan hujayralarga ega bo'lishi mumkin, ammo vaqt o'tishi bilan hujayra o'rtasidagi o'xshashlik nafaqat o'z-o'zidan zaryadsizlanishi tufayli, balki zaryadlash / zaryadsizlanish aylanishi, haroratning ko'tarilishi va umumiy taqvim qarishi tufayli ham yomonlashadi.Buni tushungan holda, litiy-ion hujayralari juda yaxshi ishlaydi, ammo qattiq SOAdan tashqarida ishlatilsa, kechirimsiz bo'lishi mumkinligi haqidagi muhokamani eslang.Biz zarur elektr himoyasi haqida avvalroq bilib oldik, chunki litiy-ionli xujayralar ortiqcha zaryadlash bilan yaxshi ishlamaydi.To'liq zaryadlangandan so'ng, ular boshqa oqimni qabul qila olmaydi va unga kiritilgan har qanday qo'shimcha energiya issiqlikda o'tadi, kuchlanish tezda ko'tariladi, ehtimol xavfli darajaga etadi.Bu hujayra uchun sog'lom holat emas va agar u davom etsa, doimiy zarar va xavfli ish sharoitlariga olib kelishi mumkin.

Batareya to'plami seriyali hujayralar qatori umumiy to'plam kuchlanishini aniqlaydi va qo'shni hujayralar o'rtasidagi nomuvofiqlik har qanday stekni zaryad qilishga urinayotganda dilemma yaratadi.3-rasmda nima uchun bunday bo'lganligi ko'rsatilgan.Agar birida mukammal muvozanatlangan hujayralar to'plami bo'lsa, hammasi yaxshi, chunki har biri teng rejimda zaryadlanadi va yuqori 4.0 kuchlanish chegarasiga erishilganda zaryadlash oqimi o'chirilishi mumkin.Biroq, muvozanatsiz stsenariyda, yuqori hujayra zaryadlash chegarasiga erta erishadi va boshqa asosiy hujayralar to'liq quvvatga ega bo'lgunga qadar zaryadlash oqimi oyoq uchun to'xtatilishi kerak.

BMS - bu kunni yoki batareya to'plamini tejaydigan narsa.Bu qanday ishlashini ko'rsatish uchun asosiy ta'rifni tushuntirish kerak.Hujayra yoki modulning ma'lum bir vaqtda zaryadlanganligi (SOC) to'liq zaryadlanganda umumiy zaryadga nisbatan mavjud bo'lgan zaryadga mutanosibdir.Shunday qilib, 50% SOCda joylashgan batareya uning 50% zaryadlanganligini bildiradi, bu yoqilg'i o'lchagichining xizmat ko'rsatkichiga o'xshaydi.BMS sig'imini boshqarish - bu paketlar yig'ilishidagi har bir stek bo'ylab SOC o'zgarishini muvozanatlashdir.SOC to'g'ridan-to'g'ri o'lchanadigan miqdor bo'lmaganligi sababli, uni turli usullar bilan baholash mumkin va balanslash sxemasining o'zi odatda passiv va faol ikkita asosiy toifaga bo'linadi.Mavzularning ko'p variantlari mavjud va har bir turning ijobiy va salbiy tomonlari mavjud.Berilgan batareya to‘plami va uni qo‘llash uchun qaysi biri optimal bo‘lishini BMS dizayn muhandisi hal qiladi.Passiv muvozanatni amalga oshirish eng oson, shuningdek, umumiy muvozanat tushunchasini tushuntirish.Passiv usul stekdagi har bir hujayra eng zaif hujayra bilan bir xil zaryadlangan quvvatga ega bo'lishiga imkon beradi.Nisbatan past oqimdan foydalanib, u zaryadlash davri davomida yuqori SOC hujayralaridan oz miqdorda energiya oladi, shunda barcha hujayralar maksimal SOCgacha zaryadlanadi.4-rasmda bu BMS tomonidan qanday amalga oshirilganligi ko'rsatilgan.U har bir hujayrani kuzatib boradi va har bir hujayra bilan parallel ravishda tranzistorli kalit va mos o'lchamdagi zaryadsizlanish rezistoridan foydalanadi.BMS ma'lum bir hujayra zaryad chegarasiga yaqinlashayotganini sezganda, u atrofidagi ortiqcha oqimni yuqoridan pastga qarab keyingi hujayraga yo'naltiradi.

Balanslash jarayonining yakuniy nuqtalari, oldin va keyin, 5-rasmda ko'rsatilgan. Xulosa qilib aytganda, BMS batareyalar to'plamini quyidagi usullardan birida to'plamdagi hujayra yoki modulga to'plam oqimidan farqli zaryadlash oqimini ko'rish imkonini berish orqali muvozanatlashtiradi:

• Eng ko'p zaryadlangan hujayralardan zaryadni olib tashlash, bu ortiqcha zaryadlanishning oldini olish uchun qo'shimcha zaryadlash oqimi uchun joy beradi va kamroq zaryadlangan hujayralarga ko'proq zaryadlash oqimini olish imkonini beradi.
• Zaryadlash oqimining bir qismini yoki deyarli barchasini eng ko'p zaryadlangan hujayralar atrofida qayta yo'naltirish, shu bilan kamroq zaryadlangan hujayralarga uzoqroq vaqt davomida zaryadlash oqimini olish imkonini beradi.

Batareyani boshqarish tizimlarining turlari

Batareyani boshqarish tizimlari oddiydan murakkabgacha bo'ladi va "batareyaga g'amxo'rlik qilish" bo'yicha asosiy ko'rsatmalariga erishish uchun turli xil texnologiyalarning keng doirasini qamrab olishi mumkin.Biroq, bu tizimlarni batareyalar to'plamidagi hujayralar yoki modullarga qanday o'rnatilishi va ishlashi bilan bog'liq bo'lgan topologiyasi asosida tasniflash mumkin.

Markazlashtirilgan BMS arxitekturasi

Batareya to'plamida bitta markaziy BMS mavjud.Barcha batareya paketlari to'g'ridan-to'g'ri markaziy BMSga ulangan.Markazlashtirilgan BMSning tuzilishi 6-rasmda ko'rsatilgan.Markazlashtirilgan BMS bir qator afzalliklarga ega.U ixchamroq va u eng tejamkor bo'lib qoladi, chunki faqat bitta BMS mavjud.Biroq, markazlashtirilgan BMSning kamchiliklari mavjud.Barcha batareyalar to'g'ridan-to'g'ri BMS ga ulanganligi sababli, BMS barcha batareya paketlari bilan ulanish uchun juda ko'p portlarga muhtoj.Bu katta akkumulyator paketlarida ko'plab simlar, kabellar, ulagichlar va boshqalarga aylanadi, bu esa muammolarni bartaraf etish va texnik xizmat ko'rsatishni murakkablashtiradi.

Modulli BMS topologiyasi

Markazlashtirilgan dasturga o'xshab, BMS bir nechta takrorlanadigan modullarga bo'linadi, ularning har biri maxsus simlar to'plami va batareyalar to'plamining qo'shni tayinlangan qismiga ulanishga ega.7-rasmga qarang. Ba'zi hollarda ushbu BMS submodullari asosiy BMS moduli nazorati ostida bo'lishi mumkin, uning vazifasi submodullarning holatini kuzatish va periferik uskunalar bilan aloqa qilishdir.Takroriy modullilik tufayli nosozliklarni bartaraf etish va texnik xizmat ko'rsatish osonroq va kattaroq batareya paketlariga uzaytirish oson.Salbiy tomoni shundaki, umumiy xarajatlar biroz yuqoriroq va ilovaga qarab foydalanilmagan funksiyalar takrorlanishi mumkin.

Birlamchi/bo'ysunuvchi BMS

Kontseptual jihatdan modulli topologiyaga o'xshash, ammo bu holda, to'g'ridan-to'g'ri o'lchov ma'lumotlarini uzatish bilan cheklanadi va master hisoblash va nazorat qilish, shuningdek, tashqi aloqa bilan shug'ullanadi.Shunday qilib, modulli turlar singari, xarajatlar ham pastroq bo'lishi mumkin, chunki qullarning funksionalligi oddiyroq bo'ladi, ehtimol kamroq qo'shimcha xarajatlar va kamroq foydalanilmaydigan xususiyatlar.

Tarqalgan BMS arxitekturasi

Boshqa topologiyalardan sezilarli darajada farq qiladi, bu erda elektron apparat va dasturiy ta'minot biriktirilgan simlar to'plami orqali hujayralarga ulanadigan modullarga o'ralgan.Tarqalgan BMS to'g'ridan-to'g'ri nazorat qilinadigan hujayra yoki modulga joylashtirilgan boshqaruv platasida barcha elektron jihozlarni o'z ichiga oladi.Bu bir nechta sensorli simlar va qo'shni BMS modullari orasidagi aloqa simlariga kabelning asosiy qismini engillashtiradi.Binobarin, har bir BMS ko'proq mustaqil bo'lib, kerak bo'lganda hisoblash va aloqalarni boshqaradi.Biroq, ko'rinib turgan soddaligiga qaramay, ushbu integratsiyalangan shakl muammolarni bartaraf etish va texnik xizmat ko'rsatishni potentsial muammoli qiladi, chunki u qalqon moduli yig'ilishining chuqur qismida joylashgan.Xarajatlar ham yuqoriroq bo'ladi, chunki umumiy batareya to'plami tarkibida ko'proq BMS mavjud.

Batareyani boshqarish tizimlarining ahamiyati

BMSda funktsional xavfsizlik eng katta ahamiyatga ega.Zaryadlash va zaryadlash jarayonida nazorat nazorati ostidagi har qanday hujayra yoki modulning kuchlanishi, oqimi va harorati belgilangan SOA chegaralaridan oshib ketishining oldini olish juda muhimdir.Agar chegaralar uzoq vaqt davomida oshib ketsa, nafaqat qimmat bo'lishi mumkin bo'lgan batareya to'plami buzilgan, balki xavfli termal qochib ketish sharoitlari yuzaga kelishi mumkin.Bundan tashqari, lityum-ionli hujayralarni himoya qilish va funktsional xavfsizlik uchun past kuchlanish chegaralari ham qat'iy nazorat qilinadi.Agar Li-ion batareyasi past kuchlanish holatida qolsa, mis dendritlari oxir-oqibat anodda o'sishi mumkin, bu esa o'z-o'zidan zaryadsizlanish tezligini oshirishi va mumkin bo'lgan xavfsizlik muammolarini keltirib chiqarishi mumkin.Lityum-ionli quvvat tizimlarining yuqori energiya zichligi batareyani boshqarish xatosi uchun kam joy qoldiradigan narxga ega.BMS va litiy-ion yaxshilanishlari tufayli bu bugungi kunda mavjud bo'lgan eng muvaffaqiyatli va xavfsiz batareya kimyolaridan biridir.

Batareya to'plamining ishlashi BMSning keyingi eng muhim xususiyati bo'lib, bu elektr va issiqlik boshqaruvini o'z ichiga oladi.Umumiy batareya quvvatini elektr optimallashtirish uchun paketdagi barcha hujayralar muvozanatli bo'lishi kerak, bu yig'ish bo'ylab qo'shni hujayralarning SOC taxminan ekvivalent ekanligini anglatadi.Bu juda muhim, chunki nafaqat optimal batareya quvvatini amalga oshirish mumkin, balki umumiy tanazzulni oldini olishga yordam beradi va zaif hujayralarni ortiqcha zaryadlashdan potentsial faol nuqtalarni kamaytiradi.Lityum-ion batareyalar past kuchlanish chegaralaridan pastroq zaryadsizlanishdan qochishlari kerak, chunki bu xotira ta'siriga va sezilarli quvvat yo'qolishiga olib kelishi mumkin.Elektrokimyoviy jarayonlar haroratga juda sezgir va batareyalar bundan mustasno emas.Atrof-muhit harorati pasayganda, quvvat va mavjud batareya quvvati sezilarli darajada o'chadi.Shunday qilib, BMS, masalan, elektr transport vositasining akkumulyator batareyasining suyuq sovutish tizimida joylashgan tashqi in-line isitgichni yoki vertolyot yoki boshqa qurilmalarga o'rnatilgan paket modullari ostida o'rnatilgan doimiy isitish plitalarini yoqishi mumkin. samolyot.Bundan tashqari, sovuq lityum-ionli hujayralarni zaryadlash batareyaning ishlash muddatiga salbiy ta'sir ko'rsatganligi sababli, birinchi navbatda batareyaning haroratini etarlicha oshirish kerak.Ko'pgina litiy-ionli hujayralar 5 ° C dan past bo'lganida tez zaryadlana olmaydi va ular 0 ° C dan past bo'lganda umuman zaryadlanmasliklari kerak.Oddiy operatsion foydalanish paytida optimal ishlash uchun BMS termal boshqaruvi ko'pincha batareyaning Goldilocks tor hududida (masalan, 30 - 35 ° C) ishlashini ta'minlaydi.Bu ishlashni kafolatlaydi, uzoq umr ko'radi va sog'lom, ishonchli batareya to'plamini ta'minlaydi.

Batareyani boshqarish tizimlarining afzalliklari

Ko'pincha BESS deb ataladigan butun batareya quvvatini saqlash tizimi dasturga qarab strategik ravishda birlashtirilgan o'nlab, yuzlab yoki hatto minglab litiy-ionli hujayralardan iborat bo'lishi mumkin.Ushbu tizimlar kuchlanish darajasi 100 V dan past bo'lishi mumkin, lekin 800 V gacha bo'lishi mumkin, paketli ta'minot oqimlari 300 A yoki undan yuqori bo'lishi mumkin.Yuqori kuchlanishli to'plamni har qanday noto'g'ri boshqarish hayot uchun xavfli, halokatli falokatni keltirib chiqarishi mumkin.Shunday qilib, BMS xavfsiz ishlashni ta'minlash uchun juda muhimdir.BMS ning afzalliklarini quyidagicha umumlashtirish mumkin.

• Funktsional xavfsizlik.Katta formatli lityum-ion batareyalar paketlari uchun bu ayniqsa ehtiyotkor va zarurdir.Biroq, masalan, noutbuklarda ishlatiladigan kichikroq formatlar ham yonib ketishi va katta zarar keltirishi ma'lum.Lityum-ionli quvvat tizimlarini o'z ichiga olgan mahsulotlar foydalanuvchilarining shaxsiy xavfsizligi batareyani boshqarish xatosi uchun kam joy qoldiradi.
• Ishonchlilik va xizmat muddati.Batareya to'plamini himoya qilishni boshqarish, elektr va termal, barcha hujayralar e'lon qilingan SOA talablari doirasida ishlatilishini ta'minlaydi.Ushbu nozik nazorat hujayralarni agressiv foydalanishdan va tez zaryadlash va zaryadsizlanishdan himoya qilishni ta'minlaydi va muqarrar ravishda ko'p yillik ishonchli xizmatni ta'minlaydigan barqaror tizimga olib keladi.
• Ishlash va diapazon.BMS batareya to'plami sig'imini boshqarish, bu erda hujayralar to'plamini muvozanatlash paketlar majmuasi bo'ylab qo'shni hujayralar SOCni tenglashtirish uchun qo'llaniladi, bu batareyaning optimal sig'imini amalga oshirishga imkon beradi.O'z-o'zidan zaryadsizlanish, zaryadlash/razryad aylanishi, harorat effektlari va umumiy qarishdagi o'zgarishlarni hisobga oladigan ushbu BMS xususiyati bo'lmasa, batareya to'plami oxir-oqibat o'zini yaroqsiz holga keltirishi mumkin.
• Diagnostika, ma'lumotlarni yig'ish va tashqi aloqa.Nazorat vazifalari barcha akkumulyator xujayralarining doimiy monitoringini o'z ichiga oladi, bu erda ma'lumotlar jurnali diagnostika uchun o'z-o'zidan ishlatilishi mumkin, lekin ko'pincha yig'ilishdagi barcha hujayralarning SOCni baholash uchun hisoblash vazifasiga mo'ljallangan.Ushbu ma'lumot muvozanatlash algoritmlari uchun ishlatiladi, lekin birgalikda mavjud bo'lgan doimiy energiyani ko'rsatish, kutilgan diapazonni yoki diapazonni/umum vaqtini joriy foydalanish asosida baholash va batareyalar to'plamining holatini ta'minlash uchun birgalikda tashqi qurilmalar va displeylarga uzatilishi mumkin.
• Xarajat va kafolatni pasaytirish.BMS ning BESSga kiritilishi xarajatlarni oshiradi va batareya paketlari qimmat va potentsial xavflidir.Tizim qanchalik murakkab bo'lsa, xavfsizlik talablari shunchalik yuqori bo'ladi, natijada ko'proq BMS nazorati mavjudligi talab qilinadi.Ammo BMSning funktsional xavfsizligi, ishlash muddati va ishonchliligi, unumdorligi va diagnostikasi, diagnostikasi va boshqalar bo'yicha himoya va profilaktik xizmat ko'rsatish uning umumiy xarajatlarni, shu jumladan kafolat bilan bog'liq xarajatlarni kamaytirishini kafolatlaydi.

Batareya boshqaruv tizimlari va sinopsis

Simulyatsiya BMS dizayni uchun qimmatli ittifoqchi hisoblanadi, ayniqsa apparatni ishlab chiqish, prototiplash va sinovdan o'tkazishda dizayn muammolarini o'rganish va hal qilishda qo'llanilganda.To'g'ri litiy-ion hujayra modeli bilan BMS arxitekturasining simulyatsiya modeli virtual prototip sifatida tan olingan bajariladigan spetsifikatsiyadir.Bundan tashqari, simulyatsiya turli xil batareya va atrof-muhit stsenariylariga qarshi BMS nazorat funktsiyalarining variantlarini og'riqsiz tekshirishga imkon beradi.Amalga oshirish bilan bog'liq muammolarni juda erta aniqlash va tekshirish mumkin, bu esa haqiqiy apparat prototipida amalga oshirishdan oldin ishlash va funktsional xavfsizlik yaxshilanishini tekshirishga imkon beradi.Bu ishlab chiqish vaqtini qisqartiradi va birinchi apparat prototipi mustahkam bo'lishini ta'minlashga yordam beradi.Bundan tashqari, ko'plab autentifikatsiya testlari, jumladan, eng yomon holatlar stsenariylari, jismoniy real ko'milgan tizim ilovalarida bajarilganda BMS va batareyalar to'plamida o'tkazilishi mumkin.

Sinopsis SaberRDBMS va batareya paketlarini loyihalash va ishlab chiqishga qiziqqan muhandislarni kuchaytirish uchun keng ko'lamli elektr, raqamli, boshqaruv va termal gidravlik model kutubxonalarini taklif etadi.Ko'pgina elektron qurilmalar va turli xil batareyalar kimyosi turlari uchun asosiy ma'lumotlar jadvali xususiyatlari va o'lchov egri chiziqlaridan tezda modellarni yaratish uchun asboblar mavjud.Statistik, stress va nosozliklar tahlillari BMSning umumiy ishonchliligini ta'minlash uchun operatsion mintaqaning spektrlari, shu jumladan chegara hududlari bo'ylab tekshirishga imkon beradi.Bundan tashqari, foydalanuvchilarga loyihani zudlik bilan boshlash va simulyatsiyadan kerakli javoblarni tezda olish imkonini beradigan ko'plab dizayn misollari taklif etiladi.