System zarządzania akumulatorami zasilania (BMS) jest podstawową jednostką do kontrolowania i monitorowania pakietu akumulatorów elektrycznych pojazdów elektrycznych. Może zdawać sobie sprawę z dokładnego zarządzania ładowaniem i rozładowywaniem akumulatora, równowagi stanu i regulacji temperatury poprzez zbieranie parametrów, takich jak napięcie, prąd i temperatura w czasie rzeczywistym. Jednocześnie monitoruje stan bezpieczeństwa i uruchamia mechanizm ochrony, gdy występuje nieprawidłowość, aby zapewnić wydajne i bezpieczne działanie akumulatora. Współdziała również z systemem pojazdu i jest kluczowym systemem technicznym do pełnego zarządzania cyklem życia akumulatorów energetycznych.
Standard zarządzania akumulatorami sformułowany przez Międzynarodowe Stowarzyszenie Power Elektrycznych (IEC) w 1995 r. Wyraźnie określa główne funkcje systemu zarządzania akumulatorami, w tym: wyświetlanie stanu naładowania (SOC), dostarczanie informacji o kluczowym baterii w wysokiej temperaturze.
ACEY-BP 32-500 A800AMaszyna testerowa BMSmoże wykryć funkcję płyty ochrony baterii litowej i różnych wskaźników wydajności. Jest szczególnie odpowiedni do inspekcji fabrycznych do masowej produkcji. Jest opracowywany przy użyciu zasady ładowania i rozładowywania akumulatorów kondensatorów i ma wiele funkcji: proste działanie, szybkość szybkiego wykrywania itp.
Standardowa definicja BMS w branży może być nieco skomplikowana. Pod względem Laymana główne funkcje systemu zarządzania baterią zasilania (BMS) obejmują monitorowanie statusu baterii, analizę stanu baterii, ochronę bezpieczeństwa baterii, zarządzanie kontrolą energii, zarządzanie informacjami ogniw akumulatorów i inne rozszerzone funkcje, takie jak zarządzanie ładowaniem, zarządzanie termicznie i diagnoza błędów. BMS poprawia przede wszystkim wydajność wykorzystania akumulatorów pojazdów elektrycznych, zwiększa zasięg jazdy, rozszerza żywotność usług, zmniejsza koszty operacyjne i poprawia niezawodność pakietów baterii/systemów zasilania poprzez realizację powyższych funkcji, a tym samym skutecznie poprawiając jakość pojazdów elektrycznych.
1. Monitorowanie statusu baterii
Monitorowanie statusu baterii ogólnie odnosi się do monitorowania trzech wielkości fizycznych, takich jak napięcie, prąd i temperatura, to znaczy funkcja akwizycji danych baterii zasilania. Wszystkie algorytmy systemu zarządzania akumulatorami, strategia kontroli energii pojazdu elektrycznego, informacje o prowadzeniu kierowcy itp. Wykorzystują zebrane dane jako dane wejściowe. Szybkość próbkowania, dokładność i charakterystyka przed filtrem są ważnymi wskaźnikami wpływającymi na wydajność systemu zarządzania akumulatorami. Szybkość próbkowania systemu zarządzania pojazdami elektrycznym jest ogólnie wymagana do większej niż 200 Hz. System zarządzania energią akumulatora zarządza baterią zgodnie z sygnałem dostarczonym przez czujnik zainstalowany w pakiecie akumulatora. Pudełko akumulatorowe zwykle ma czujnik temperatury i urządzenie pomiarowe napięcia, prądu lub wewnętrznej rezystancji.
Monitorowanie statusu baterii jest najbardziej podstawową funkcją systemu zarządzania akumulatorami i jest przesłanką i podstawą innych funkcji.
2. Analiza stanu baterii
Analiza statusu baterii obejmuje dwie części: ocenę prądu pozostałej baterii i ocenę starzenia się baterii, a mianowicie tak zwana ocena SOC (stan ładowania) i ocena SOH (stan zdrowia). Oszacowanie stanu baterii jest ważną podstawą dla energii pojazdu lub dopasowania i sterowania mocą. Podczas procesu jazdy pojazdów elektrycznych system może w dowolnym momencie obliczyć zużycie energii pojazdu i ostatecznie podać wartość SOC systemu zasilania, który jest używany przez system zarządzania wieloenergetycznie lub kontroler pojazdu do skonfigurowania mocy lub ustalenia strategii kontroli. W przypadku pojazdów czysto elektrycznych kierowca może znać zasięg jazdy pojazdu, aby zdecydować, jak prowadzić. W warunkach permowania energii pojazd może być zaparkowany w miejscu z funkcją ładowania w celu uzupełnienia mocy, aby zapobiec rozpadniu pojazdu w połowie drogi.
2.1 Stan ładunku (SOC) SOC jest tak, jakby tradycyjne kierowcy samochodów często muszą zwracać uwagę na to, ile oleju pozostało w samochodzie. W przypadku kierowcy samochodu elektrycznego należy wiedzieć, ile procent pozostałych mocy pozostało. Jest to funkcja, którą musi uzupełnić pozostały moduł oceny energetycznej systemu zarządzania akumulatorami pojazdów elektrycznych. Oprócz odzwierciedlenia procentu stan SOC jest często przekształcany w równoważny czas lub równoważny przebieg, aby umożliwić kierowcom uzyskanie bardziej intuicyjnych informacji. Oczywiście są to szacunkowe wartości z pewnymi błędami.
2.2 Stan zdrowia (SOH) Kolejną ważną funkcją analizy baterii jest ocena stanu starzenia się baterii, co często odzwierciedla procent. Innymi słowy, jeśli maksymalna pojemność baterii, gdy jest ona „nowa” (właśnie z fabryki) wynosi 1, a następnie po wielu cyklach, maksymalna pojemność, którą bateria może załadować w stosunku do procentu „nowego” czasu, odzwierciedla starzenie się baterii. W przypadku zasilania pojazdu elektrycznego, zwykle po 500 cyklach głębokiego ładowania i głębokiego rozładowania (głębokie ładowanie i rozładowywanie) cykli, SOH może nadal osiągnąć ponad 80%. Wielu producentów baterii twierdzi, że po 2, 000 cykli głębokiego ładowania i rozładowywania, SOH jest wciąż ponad 80%, ale dotyczy to pojedynczych ogniw z stałym ładowaniem i rozładowywaniem prądów. Zgodnie z doświadczeniem autora akumulatory energetyczne stosowane obecnie w pojazdach elektrycznych spadły o prawie 20% po 500 głębokich cyklach ładowania i rozładowywania. Należy zauważyć, że na SOH wpływają takie czynniki, jak temperatura robocza i prąd rozładowania akumulatora zasilania podczas użytkowania, i należy je stale oceniać i aktualizować podczas użytkowania, aby zapewnić, że kierowca uzyskuje dokładniejsze informacje.
3. Ochrona bezpieczeństwa baterii
Ochrona bezpieczeństwa baterii jest niewątpliwie podstawową i najważniejszą funkcją systemu zarządzania pojazdami elektrycznymi. Specyficzne funkcje ochrony bezpieczeństwa baterii obejmują monitorowanie, czy napięcie akumulatora, prąd, temperatura itp. Przekracza limit, zapobieganie nadmiernym obciążeniu akumulatora, szczególnie zapobiegając nadmiernemu obciążeniu poszczególnych ogniw akumulatorowych, zapobieganie przegrzaniu akumulatora i ucieczce termicznej oraz zapobieganie przepełnieniu akumulatora podczas energii zwrotnej; alarmując system kontroli wieloenergetycznej pojazdu lub siłą odcinając zasilanie, gdy izolacja systemu zasilania maleje, i ochrona systemu zasilania przed zwarciami. Powodem, dla którego ta funkcja jest umieszczona na trzecim miejscu, jest to, że funkcja ta jest często oparta na dwóch poprzednich funkcjach „monitorowania statusu” i „analizy statusu”. „Ochrona nadprądów”, „Ochrona nad przepisami i ochroną nadmiernego rozładowania” oraz „Ochrona przed przerwą” są najczęstszą zawartością ochrony bezpieczeństwa baterii.
3.1 Ochrona nadprądu
Ochrona nadprądu, czasami nazywana ochroną nadprądową, odnosi się do stosowania odpowiednich miar ochrony bezpieczeństwa podczas procesu ładowania i rozładowania, jeżeli prąd roboczy przekroczy bezpieczną wartość. Akumulatory fosforanu litowego żelaza typu mocy ogólnie wspierają ciągłe ładowanie i rozładowanie z prędkością 1C. Na przykład nominalny akumulator fosforanowy żelaza o litowym 100AH umożliwia ciągłe ładowanie lub rozładowanie z prądem 100A. Większość akumulatorów energii fosforanów litowych obsługuje krótkoterminowe wyładowanie przeciążenia i może zapewnić duży prąd w celu spełnienia wymagań dotyczących wydajności energii podczas startu i przyspieszenia samochodu. Jednak prąd przeciążenia prąd i czas trwania przeciążenia obsługiwany przez akumulatory zasilania różnych producentów i modeli są niespójne.
3.2 Przeciążanie i ochrona przed przepisowaniem
Ochrona nad ładowaniem odnosi się do środka ochrony odcinania obwodu ładowania akumulatora, aby zapobiec uszkodzeniu akumulatora spowodowanego dalszym ładowaniem, gdy stan ładowania baterii wynosi 1 0 0%. Z drugiej strony, jeśli akumulator będzie nadal rozładowywany, gdy stan naładowania akumulatora wynosi 0, spowoduje również uszkodzenie baterii. W tym czasie należy podjąć środki w celu odcięcia obwodu rozładowania akumulatora, który jest ochroną nadmiernego rozładowania. Oczywiście bardzo niebezpieczne jest nagle odciąć zasilacz podczas jazdy pojazdu elektrycznego. Dlatego bardziej praktyczną metodą jest ostrzeżenie kierowcy, gdy moc zasilania jest niewystarczająca (na przykład mniejsza niż 50%), co wskazuje, że moc jest niewystarczająca, i stopniowo zmniejszając prąd rozładowania akumulatora, aby pojazd stopniowo spowalnia lub zatrzymał się powoli.
3.3 Ochrona przed przerwą
Jak sama nazwa wskazuje ochrona wyprzedzania, polega na podjęciu środków ochronnych dla akumulatora zasilania, gdy temperatura przekracza określoną wartość graniczną. Akumulatory zasilania są produktem chemicznym. Praca w wysokich temperaturach może powodować niekontrolowane reakcje chemiczne, które mogą co najmniej uszkodzić akumulator, a także powodować wypadki ruchu i straty w ciężkich przypadkach. Jak opisano w funkcji „Monitorowanie statusu baterii”, ochrona przed przejściem musi wziąć pod uwagę temperaturę otoczenia, temperaturę akumulatora i temperaturę każdego samego ogniwa. Ponieważ zmiana temperatury wymaga procesu, kontrola temperatury często ma histereza. Dlatego ochrona temperatury często musi rozważyć pewną „zaliczkę”. Na przykład, jeśli temperatura otoczenia lub temperatura baterii zostanie wykryta jako zbyt wysoka i zbliżona do wartości progowej, która uszkadza akumulator, należy wykonać odpowiednie środki ochronne.
4. Zarządzanie kontrolą energii
Zarządzanie kontrolą energii jest zwykle uwzględniane w kategorii „zarządzania optymalizacją”, co oznacza, że nie jest to podstawowa i niezbędna funkcja w systemie zarządzania akumulatorami. W przeszłości wiele systemów zarządzania akumulatorami nie uczestniczyło w zarządzaniu akumulatorem i rozładowującym, ani nie miało zdolności zrównoważonego zarządzania kontrolą. W procesie zarządzania energią parametry, takie jak prąd, napięcie, temperatura, stan ładunku (SOC) i stan zdrowia (SOH), będą wykorzystywane jako informacje wejściowe do obsługi następujących funkcji: kontrola proces ładowania (w tym zrównoważone ładowanie), ograniczanie mocy wejściowej i wyjściowej oraz energii energii według SOC, SOH i temperatury oraz monitorowania i zarządzania procesem wypisu.
5. Zarządzanie informacjami baterii
Komunikacja między systemem zarządzania akumulatorami a sprzętem zasilającym jest jedną z jego podstawowych funkcji. W pojazdach elektrycznych pakiet akumulatora zasilania zwykle zawiera dużą liczbę akumulatorów, które generują dużą ilość danych co sekundę. Niektóre z tych danych muszą być przekazywane z powrotem do kierowcy w czasie rzeczywistym za pośrednictwem instrumentu, niektóre muszą być przesyłane do innych komponentów poza systemem zarządzania akumulatorami (takimi jak kontroler pojazdu, kontroler silnika itp.) Za pośrednictwem sieci komunikacyjnej, a niektóre muszą być przechowywane w systemie jako dane historyczne. Zgodnie z rzeczywistymi wymaganiami dotyczącymi aplikacji można użyć różnych interfejsów komunikacyjnych do wymiany danych, w tym sygnałów analogowych, sygnałów PWM, interfejsu seryjnego CAN lub I2C itp. Ponadto niektóre systemy zarządzania akumulatorami (BMS) mają również funkcje zdalnego komunikacji, które mogą przesyłać odpowiednie dane systemu zasilania do zdalnego terminalu w celu uzyskania zdalnego monitorowania i zarządzania statusem baterii.
6. Zarządzanie termicznie
System zarządzania termicznego akumulatora (BTMS) jest podstawowym elementem systemu akumulatorów samochodowych. Jego rola znajduje nie tylko bezpośredni wpływ na wydajność baterii, żywotność usług, bezpieczeństwo i stabilność, ale także jako kluczowy związek w systemie zarządzania termicznym pojazdów elektrycznych, jest ściśle związana z systemem zarządzania termicznego pojazdu i działa w koordynacji. Szczególnie w przypadku pakietów baterii wymagających rozładowania o dużej mocy lub są stosowane w środowiskach o wysokiej temperaturze, skuteczne zarządzanie ciepłem jest niezbędnym warunkiem zapewnienia ich normalnej działalności i uniknięcia degradacji wydajności lub zagrożeń bezpieczeństwa.
Funkcją zarządzania termicznego polega na skutecznym rozpraszaniu ciepła, gdy temperatura akumulatora jest wysoka, aby zapobiec wypadkom na wypadkach cieplnych; Aby podgrzać akumulator, gdy temperatura jest niska, aby zwiększyć temperaturę akumulatora oraz zapewnić ładowanie i rozładowanie wydajności i bezpieczeństwa w niskich temperaturach; Aby zmniejszyć różnicę temperatur w pakiecie akumulatora, zahamuj tworzenie lokalnych stref gorących, zapobiegaj zbyt szybko rozkładającym się baterii w lokalizacjach o wysokiej temperaturze i zmniejszyć ogólną żywotność pakietu baterii.
Podsumowując, jako „centrum nerwowe” akumulatora zasilania, system zarządzania akumulatorami zasilania (BMS) pełni podstawowe funkcje w całym cyklu żywotności działalności akumulatora - od monitorowania statusu baterii (napięcie, prąd, prąd, temperatura itp.), Dokładne oszacowanie pozostałej mocy (SOC) i stanu zdrowia (SOH), po regulację temperatury akumulatorowej poprzez temperaturę akumulatorów za pośrednictwem temperatury akumulatorowej przez termiczne zarządzanie termicznie i rozłączanie baterii do utrzymania studzienki studziennej (SOH) i zdrowia, a następnie remontują informacji, a następnie remontu informacji, a następnie remontu informacji, a następnie remontu informacji, a następnie remontu informacji, a następnie remontu informacji, a następnie remontu informacji, a następnie remontu informacji, a następnie w systemie i następnie remontu informacji, a następnie informacji, a następnie informacji, a następnie Interakcja z systemem pojazdu i historycznym przechowywaniem danych, zapewniając wszechstronną ochronę dla wydajnego działania akumulatora.
A ochrona bezpieczeństwa baterii jest podstawową misją BMS. Poprzez wiele mechanizmów, takich jak blokowanie wysokiego napięcia, monitorowanie izolacji, przepięcie/podnapięcie/ochrona nadprądu, w połączeniu z pasywną kontrolą bezpieczeństwa i hierarchicznym strategie rozłączania w warunkach uszkodzenia, BMS mogą szybko reagować, gdy wystąpią nieprawidłowe sytuacje, odciąć obwód wysokiego napięcia. Można powiedzieć, że podstawowe funkcje BMS i mechanizm ochrony bezpieczeństwa uzupełniają się nawzajem, a razem stanowią kamień węgielny niezawodnego działania akumulatora zasilania, a także są ważną gwarancją bezpiecznej i wydajnej jazdy pojazdów elektrycznych.
Acey InteligentnySpecjalizuje się w dostarczaniu kompleksowych rozwiązań dla półautomatycznych/w pełni autoutomatycznych linii montażowych litowych akumulatorów używanych w ESS, UAV, E-Bike, E-Scooter, elektronarzędzi, dwóch/trzech kołach itp. Ponadto zapewniamy kompletny zestaw zestawu do zestawu akumulatorów, takich jak maszyna do oceny komórek, maszyna do sortowania akumulatora, maszyna do papieru do izolacji, CCD, Manialu/Automatyczne. Tester i system testowy pakietów baterii itp. Skontaktuj się z nami!
