Základná štruktúra a princíp fungovania BMS pre nové energetické vozidlá

Neexistuje žiadna presná definícia systému správy batérií (BMS). Môžeme to chápať nasledovne: Systém správy batérie je zariadenie, ktoré sa používa na bezpečné monitorovanie a efektívne riadenie napájacej batérie, udržiavanie normálnej prevádzky systému napájania a predlžovanie životnosti batérie. Je všeobecne známy ako opatrovateľka batérie alebo správca batérií. Dokáže monitorovať prevádzkový stav batérie (napätie, prúd a teplotu batérie), predpovedať kapacitu batérie (SOC) a zodpovedajúci zostávajúci dojazd a spravovať batériu tak, aby sa zabránilo nadmernému-vybitiu, prebitiu, prehriatiu a vážnej nerovnováhe napätia medzi jednotlivými článkami, čím sa maximalizuje využitie úložnej kapacity batérie a životnosť cyklu.

Klasifikácia:

Systémy správy batérií možno na základe ich štruktúry rozdeliť na distribuované systémy, centralizované systémy a integrované systémy.

1. Distribuovaný systém

Základná definícia:

Distribuovaný BMS, tiež známy ako modulárny BMS, sa vyznačuje „decentralizovanými funkciami a centralizovaným riadením“. Distribuuje získavanie údajov o batérii a niektoré funkcie spracovania do viacerých nezávislých podriadených riadiacich jednotiek v rámci batériového modulu alebo batériovej sady, zatiaľ čo hlavná riadiaca jednotka je zodpovedná za pokročilé algoritmy a komunikáciu vozidla.

Analýza profesionálnych vlastností:

Výhody:

• Vysoká škálovateľnosť a modularita: Pridaním alebo odstránením podriadených riadiacich jednotiek sa môže jednoducho prispôsobiť platformám s rôznymi úrovňami výkonu a napätia, čo uľahčuje návrh založený na platforme-.
• Jednoduché zapojenie a vysoká spoľahlivosť: Vzorkovací zväzok každého modulu je extrémne krátky a úhľadný, čím sa znižuje riziko rušenia spôsobeného prenosom analógového signálu na veľkú vzdialenosť-a zlepšuje sa presnosť merania a elektromagnetická kompatibilita systému.
• Vysoká bezpečnosť: Vysokonapäťové vzorkovacie body sú rozptýlené, čím sa znižuje riziko -vniknutia vysokého napätia do nízkonapäťových{2}} systémov. Hlavná riadiaca jednotka môže byť umiestnená mimo oblasti vysokého-napätia.

Nevýhody:

• Vysoká komplexnosť systému: Vyžaduje si vývoj a správu dvoch hardvérových jednotiek (master a slave) a komplexných komunikačných protokolov.
• Relatívne vysoké náklady: Celkové náklady na hardvér viacerých podriadených riadiacich jednotiek môžu byť vyššie.
• Typické aplikácie: Elektrické vozidlá, veľké-systémy na skladovanie energie, roboty a ďalšie scenáre vyžadujúce vysokú modularitu, škálovateľnosť, bezpečnosť a presnosť.

2. Centralizovaný systém

Základná definícia:

Centralizovaný BMS využíva architektúru „integrovaného získavania, centralizovaného spracovania“. Všetky funkcie sú integrované do jedného centrálneho ovládača a všetky signály o napätí a teplote článkov batérie sú priamo pripojené k zberným portom na centrálnom ovládači pomocou dlhých káblových zväzkov.

Analýza profesionálnych vlastností:

Výhody:

• Jednoduchá štruktúra, nízke náklady: Jeden ovládač, žiadny hlavný-podriadený komunikačný protokol, relatívne jednoduchý vývoj softvéru a najnižšie celkové náklady v systémoch s malou{1}}kapacitou.
• Priame spracovanie údajov: Všetky údaje sa spracúvajú v rámci jedného čipu, čím sa eliminuje potreba synchronizácie medzi-uzlami a oneskorenia prenosu.

Nevýhody:

• Slabá škálovateľnosť: I/O porty ovládača sú pevné, čo sťažuje prispôsobenie sa systémom s rôznym počtom batérií.
• Vysoké riziko spoľahlivosti: Vzorkovacie zväzky na veľké{0}}diaľky sú náchylné na rušenie, čo vedie k zníženej presnosti merania; početné a dlhé zväzky majú za následok vysokú poruchovosť konektorov.
• Neflexibilné usporiadanie: Centrálny ovládač musí byť blízko batérie a usporiadanie káblových zväzkov je pevné, čo neprispieva k celkovému usporiadaniu vozidla.
• Bezpečnostné riziká: Všetky vysokonapäťové vzorkovacie body sú sústredené na jednom mieste, čo predstavuje riziko zlyhania jedného bodu- vedúceho k zlyhaniu celého systému.

Typické aplikácie: Nízkorýchlostné elektrické vozidlá, elektrické náradie, malé-kapacitné skrine na uskladnenie energie a spotrebná elektronika s mimoriadne prísnymi požiadavkami na náklady a priestor.

3. Integrovaný systém

Základná definícia:

Integrovaný BMS je produktom hlbokej integrácie elektrických a mechanických komponentov, ktorý stelesňuje „hardvérovú a softvérovú integráciu, vysoký stupeň integrácie“. Integruje základné hardvérové ​​funkcie BMS (ako je AFE, MCU) priamo na riadiacu a ochrannú dosku batériovej jednotky a niekedy sa dokonca fyzicky integruje s inými komponentmi v rámci batériovej jednotky (ako sú vysokonapäťové odpájacie zariadenia, prúdové senzory).

Analýza profesionálnych vlastností:

Výhody:

• Malá veľkosť, extrémne vysoké využitie priestoru: Veľmi vhodné pre priestorovo-obmedzené aplikácie.
• Optimalizácia nákladov a dodávateľského reťazca: Znižuje množstvo materiálov, ako sú kryty a konektory, čím sa zjednodušuje výroba a montáž.
• Silné zacielenie na výkon: Optimalizovaný dizajn pre špecifické batérie, dosiahnutie optimálneho výkonu.

Nevýhody:

• Takmer žiadna škálovateľnosť: Hlboko integrovaný s batériou, nemožno ju použiť pre batériové systémy iných špecifikácií.
• Náročná údržba a výmena: V prípade poruchy si zvyčajne vyžaduje výmenu celej riadiacej dosky alebo dokonca celého modulu batériovej jednotky.
• Výzvy týkajúce sa rozptylu tepla a izolácie: Integrácia s vysokou{0}}hustotou prináša výzvy v oblasti návrhu rozptylu tepla a vyššie požiadavky na návrh izolácie vysokonapäťových a nízkonapäťových obvodov.

Typické aplikácie zahŕňajú: spotrebnú elektroniku, elektrické dvojkolesové-vozidlá, kompaktné domáce produkty na ukladanie energie a batérie pre niektoré vozidlá PHEV/HEV, ktoré uprednostňujú maximálne využitie priestoru.

Systém správy batérie pozostáva hlavne z nasledujúcich častí: centrálna procesorová jednotka (tiež nazývaná hlavný riadiaci modul alebo ECU), jednotka zberu údajov (záberový modul BMU), vyvažovacia jednotka, zobrazovacia jednotka, riadiace komponenty (relé, poistky) a detekčné komponenty (detekcia úniku, prúdové snímače, teplotné snímače atď.).

Centrálna procesorová jednotka pozostáva z hlavnej riadiacej dosky a vysokonapäťového riadiaceho obvodu; jednotka zberu údajov pozostáva z modulu na zber teploty a modulu na zber napätia. Vo väčšine aplikácií sú vyvažovací modul a detekčný modul integrované spolu; zobrazovacia jednotka pozostáva zo zobrazovacej dosky, LCD obrazovky, klávesnice a hostiteľského počítača. Technológia CAN fieldbus sa vo všeobecnosti používa na realizáciu informačnej komunikácie medzi týmito komponentmi a s multi-energetickým systémom vozidla.

V systéme správy batérie lítium{0}}iónovej batérie od nového výrobcu energetických vozidiel využíva systém hlavnú-podradenú štruktúru. Jeden hlavný riadiaci modul BMS môže ovládať až 256 zberných modulov a každý zberný modul môže zhromažďovať a spracovávať až 16 napäťových kanálov a 8 teplotných kanálov. Môže vykonávať-monitorovanie stavu nabitia a vybitia batérie v reálnom čase, spracovanie údajov, odhad SOC, odhad dojazdu, riadenie nabíjania a vybíjania a ďalšie funkcie.

Hlavný pracovný princíp BMS možno jednoducho zhrnúť takto: Potom, čo obvod zberu údajov zhromaždí informácie o stave batérie, elektronická riadiaca jednotka spracuje a analyzuje údaje a potom na základe výsledkov analýzy vydá riadiace príkazy príslušným funkčným modulom v systéme a odošle informácie vonkajšiemu svetu.

ACEY-BP24-300A400Abms tester stroj, vysoký stupeň automatizácie, vysoká rýchlosť testovania a vysoká presnosť testovania. S testovacou funkciou ochrany proti prebitiu, obnovy prebitia, ochrany proti nadmernému vybitiu, obnovy nadmerného vybitia, ochrany proti nadprúdu (prebíjací prúd a nadmerný vybíjací prúd), vnútorného odporu, vlastnej-spotreby, ochrany proti skratu, doby ochrany proti prebitiu, doby ochrany proti nadmernému vybitiu, doby ochrany proti nadmernému vybitiu, vyrovnávacieho prúdu, vyrovnávacieho napätia atď.

Použitie batérií v automobilových energetických systémoch je zložitý proces. Batérie musia zvýšiť bezpečnosť, hustotu výkonu a hustotu energie a znížiť rýchlosť samo{1}}vybíjania a náklady. Okrem toho je potrebné zvážiť mnoho špeciálnych problémov súvisiacich s ich používaním vo vozidlách, ako je konzistencia batérie, medzibatériové prepojenia, ochrana proti vytečeniu a-bezpečnosť vysokého napätia, ventilácia a odvod tepla, vodotesnosť a prachotesnosť batérie a udržiavateľnosť systému. Len vyriešením týchto problémov môžu byť napájacie batérie široko používané v elektrických vozidlách.

Acey inteligentnása špecializuje na poskytovanie integrovaných riešení pre poloautomatické a plne automatické montážne linky určené pre lítium-iónové batérie používané v systémoch skladovania energie (ESS), bezpilotných leteckých dopravných prostriedkoch (UAV), elektrických bicykloch, elektrických skútroch, elektrické náradie, dvoj- a trojkolesové vozidlá a súvisiace aplikácie. Okrem toho dodávame kompletný sortiment zariadení na montáž batérií, vrátane strojov na triedenie článkov, triedičov batérií, stroja na lepenie izolačného papiera, testeru CCD, ručných/automatických bodových zváračiek batérií, testerov BMS, komplexných testerov batérií a testovacích systémov batérií.

Kontaktujte teraz