Základní struktura a princip fungování BMS pro nová energetická vozidla

Neexistuje žádná přísná definice systému správy baterií (BMS). Můžeme to chápat následovně: Systém správy baterie je zařízení používané k bezpečnému sledování a efektivní správě napájecí baterie, udržování normálního provozu napájecího systému a prodlužování životnosti baterie. Je běžně známá jako chůva baterie nebo správce baterie. Dokáže monitorovat provozní stav baterie (napětí, proud a teplotu baterie), předvídat kapacitu baterie (SOC) a odpovídající zbývající dojezd a spravovat baterii tak, aby nedocházelo k nadměrnému-vybíjení, přebíjení, přehřívání a vážné nerovnováze napětí mezi jednotlivými články, což maximalizuje využití úložné kapacity baterie a životnost cyklu.

Klasifikace:

Systémy správy baterií lze na základě jejich struktury rozdělit na distribuované systémy, centralizované systémy a integrované systémy.

1. Distribuovaný systém

Základní definice:

Distribuovaný BMS, také známý jako modulární BMS, se vyznačuje „decentralizovanými funkcemi a centralizovanou správou“. Distribuuje sběr dat z baterie a některé funkce zpracování do více nezávislých podřízených řídicích jednotek v bateriovém modulu nebo bateriové sadě, zatímco hlavní řídicí jednotka je zodpovědná za pokročilé algoritmy a komunikaci vozidla.

Analýza profesních charakteristik:

výhody:

• Vysoká škálovatelnost a modularita: Přidáním nebo odebráním podřízených řídicích jednotek se může snadno přizpůsobit platformám s různými úrovněmi výkonu a napětí, což usnadňuje návrh založený na platformě-.
• Jednoduché zapojení a vysoká spolehlivost: Vzorkovací svazek každého modulu je extrémně krátký a úhledný, což snižuje riziko rušení způsobeného dálkovým-přenosem analogového signálu a zlepšuje přesnost měření a elektromagnetickou kompatibilitu systému.
• Vysoká bezpečnost: Vysokonapěťové vzorkovací body jsou rozptýleny, což snižuje riziko vysokonapěťového vniknutí do nízkonapěťových-systémů. Hlavní řídicí jednotka může být umístěna mimo oblast vysokého-napětí.

Nevýhody:

• Vysoká složitost systému: Vyžaduje vývoj a správu dvou hardwarových jednotek (master a slave) a komplexních komunikačních protokolů.
• Relativně vysoké náklady: Celkové náklady na hardware více podřízených řídicích jednotek mohou být vyšší.
• Typické aplikace: Elektromobily, rozsáhlé-systémy pro ukládání energie, roboti a další scénáře vyžadující vysokou modularitu, škálovatelnost, bezpečnost a přesnost.

2. Centralizovaný systém

Základní definice:

Centralizovaný BMS využívá architekturu „integrovaného získávání, centralizovaného zpracování“. Všechny funkce jsou integrovány do jediného centrálního ovladače a všechny signály napětí a teploty bateriových článků jsou přímo připojeny k sběrným portům na centrálním ovladači pomocí dlouhých kabelových svazků.

Analýza profesních charakteristik:

výhody:

• Jednoduchá struktura, nízké náklady: Jeden řadič, žádný master-slave komunikační protokol, relativně jednoduchý vývoj softwaru a nejnižší celkové náklady v systémech s malou-kapacitou.
• Přímé zpracování dat: Všechna data jsou zpracovávána v rámci jednoho čipu, což eliminuje potřebu synchronizace mezi uzly a zpoždění přenosu.

Nevýhody:

• Špatná škálovatelnost: I/O porty ovladače jsou pevné, takže je obtížné se přizpůsobit systémům s různým počtem baterií.
• Vysoké riziko spolehlivosti: Dálkové{0}}postroje pro odběr vzorků jsou náchylné k rušení, což vede ke snížení přesnosti měření; četné a dlouhé kabelové svazky mají za následek vysokou poruchovost konektoru.
• Neflexibilní uspořádání: Centrální ovladač musí být blízko baterie a uspořádání kabelového svazku je pevné, což neprospívá celkovému uspořádání vozidla.
• Bezpečnostní rizika: Všechna vysokonapěťová vzorkovací místa jsou soustředěna na jednom místě, což představuje riziko selhání jednoho-bodu vedoucího k selhání celého systému.

Typické aplikace: Nízkorychlostní elektrická vozidla, elektrické nářadí, malé-kapacitní skříně na skladování energie a spotřební elektronika s extrémně přísnými požadavky na náklady a prostor.

3. Integrovaný systém

Základní definice:

Integrovaný BMS je produktem hluboké integrace elektrických a mechanických komponent, ztělesňující „hardwarovou a softwarovou integraci, vysoký stupeň integrace“. Integruje základní hardwarové funkce BMS (jako je AFE, MCU) přímo do řídicí a ochranné desky baterie a někdy se dokonce fyzicky integruje s dalšími součástmi v sadě baterií (jako jsou vysokonapěťová odpojovací zařízení, proudové senzory).

Analýza profesních charakteristik:

výhody:

• Malé rozměry, extrémně vysoké využití prostoru: Velmi vhodné pro prostorově-omezené aplikace.
• Optimalizace nákladů a dodavatelského řetězce: Snižuje množství materiálů, jako jsou pouzdra a konektory, zjednodušuje výrobu a montáž.
• Silné cílení na výkon: Optimalizovaný design pro konkrétní baterie, dosažení optimálního výkonu.

Nevýhody:

• Téměř žádná škálovatelnost: Hluboce integrovaná s baterií, nelze ji použít pro bateriové systémy jiných specifikací.
• Náročná údržba a výměna: V případě poruchy obvykle vyžaduje výměnu celé řídicí desky nebo dokonce celého modulu bateriové sady.
• Problémy s odvodem tepla a izolací: Integrace s vysokou-hustotou přináší výzvy v návrhu odvodu tepla a vyšší požadavky na návrh izolace vysokonapěťových a nízkonapěťových obvodů.

Mezi typické aplikace patří: spotřební elektronika, elektrická dvou{0}}kolová vozidla, kompaktní domácí produkty pro ukládání energie a baterie pro některá vozidla PHEV/HEV, která upřednostňují maximální využití prostoru.

Systém správy baterie se skládá hlavně z následujících částí: centrální procesorová jednotka (také nazývaná hlavní řídicí modul nebo ECU), jednotka sběru dat (sběrný modul BMU), vyvažovací jednotka, zobrazovací jednotka, řídicí komponenty (relé, pojistky) a detekční komponenty (detekce úniku, proudová čidla, teplotní čidla atd.).

Centrální procesorová jednotka se skládá z hlavní řídicí desky a vysokonapěťového řídicího obvodu; jednotka sběru dat se skládá z modulu sběru teploty a modulu sběru napětí. Ve většině aplikací jsou vyvažovací modul a detekční modul integrovány dohromady; zobrazovací jednotka se skládá ze zobrazovací desky, LCD obrazovky, klávesnice a hostitelského počítače. Technologie CAN fieldbus se obecně používá k realizaci informační komunikace mezi těmito komponenty a s multi-energetickým systémem vozidla.

V systému správy baterie lithium-iontové baterie od nového výrobce energetických vozidel využívá systém hlavní-podřízenou strukturu. Jeden hlavní řídicí modul BMS může řídit až 256 sběrných modulů a každý sběrný modul může shromažďovat a zpracovávat až 16 napěťových kanálů a 8 teplotních kanálů. Může v reálném čase{7}}sledovat stav nabití a vybití baterie, zpracovávat data, odhadovat SOC, odhadovat jízdní dosah, ovládat nabíjení a vybíjení a další funkce.

Hlavní princip fungování BMS lze jednoduše shrnout takto: Poté, co obvod sběru dat shromáždí informace o stavu baterie, elektronická řídicí jednotka data zpracuje a analyzuje a poté na základě výsledků analýzy vydá řídicí příkazy příslušným funkčním modulům v systému a předá informace vnějšímu světu.

ACEY-BP24-300A400Abms tester stroj, vysoký stupeň automatizace, vysoká rychlost testování a vysoká přesnost testování. S testovací funkcí ochrany proti přebití, obnovení přebití, ochrany před přebitím, obnovení přebití, ochrany proti nadproudu (přebíjecí proud a přebíjecí proud), vnitřního odporu, vlastní-spotřeby, ochrany proti zkratu, doby ochrany proti přebití, doby ochrany proti přebití, ochrany před přebitím, času, vyrovnávacího proudu, vyrovnávacího napětí atd.

Použití baterií v automobilových energetických systémech je složitý proces. Baterie musí zlepšit bezpečnost, hustotu výkonu a hustotu energie a snížit rychlost samovybíjení a snížit náklady. Kromě toho je třeba zvážit mnoho zvláštních problémů souvisejících s jejich používáním ve vozidlech, jako je konzistence baterie, propojení mezi bateriemi, ochrana proti vytečení a vysokonapěťová- bezpečnost, ventilace a odvod tepla, vodotěsnost a prachotěsnost baterie a údržba systému. Pouze vyřešením těchto problémů mohou být napájecí baterie široce používány v elektrických vozidlech.

Acey inteligentníse specializuje na dodávky integrovaných řešení pro poloautomatické a plně automatické montážní linky určené pro lithium-iontové baterie používané v systémech skladování energie (ESS), bezpilotních vzdušných dopravních prostředcích (UAV), elektrických jízdních kolech, elektrických skútrech, elektrickém nářadí, dvou a tříkolových vozidlech a souvisejících aplikacích. Kromě toho dodáváme kompletní řadu zařízení pro montáž baterií, včetně strojů na třídění článků, třídiček baterií, stroje na lepení izolačního papíru, CCD testeru, ručních/automatických bateriových bodových svářeček, BMS testerů, komplexních testerů baterií a testovacích systémů baterií.

Kontaktujte nyní