Co spravuje Battery Management System (BMS)?

V nových energetických vozidlech, elektrárnách pro ukládání energie a zařízení s lithiovými bateriemi bezpečný, účinný a{0}}provoz lithiových baterií s dlouhou životností do značné míry závisí na systému BMS (Battery Management System). Mnoho lidí ví pouze to, že baterie mají energii a dokážou energii ukládat, ale nevědí, že BMS je rozhodujícím „mozkem“ baterie. Tento článek, který kombinuje pět základních funkcí, plně rozebírá klíčové aspekty správy baterie spravované BMS.

Celý čip BMS pracuje v pěti dimenzích a tvoří kompletní uzavřenou smyčku správy baterie: snímání, ochrana, vyvažování, řízení teploty a komunikace.

1. Snímání:Monitorování v{0}}reálném čase, pochopení úplného stavu baterie

BMS je jako „pět smyslů“ baterie, nepřetržitě shromažďuje tři základní datové body 24/7: napětí, proud a teplotu. Prostřednictvím celkového napětí, napětí jednotlivých článků, celkového proudu obvodu a více-bodového sběru dat o teplotě přesně zachycuje-provozní podmínky každého článku v reálném čase a poskytuje datový základ pro všechny funkce.

2. Ochrana:Čtyřnásobný-štít pro ochranu baterie. Na základě dat shromážděných senzory BMS obsahuje čtyř{2}}vrstvý bezpečnostní ochranný ochranný mechanismus, který eliminuje rizika požáru, vyboulení a selhání baterie: ochrana proti přebití, ochrana proti-nadměrnému vybití, ochrana proti nadproudu a ochrana proti-přehřátí. Jakmile data dosáhnou nebezpečného prahu, obvod se okamžitě přeruší a napájení je omezeno.

3. Vyvážení:Koordinace článků pro synchronizované nabíjení a vybíjení. Lithium-iontové baterie se skládají z desítek nebo dokonce stovek článků zapojených do série. Mezi továrním a dlouhodobým-používáním se mohou vyskytnout rozdíly v kapacitě a napětí článků a efekt „nejslabšího článku“ výrazně snižuje celkovou použitelnou kapacitu sady. Vyrovnávací funkce sjednocuje napětí článků, eliminuje rozdíly napětí a zlepšuje celkovou kapacitu a životnost baterie.

4. Tepelný management:Udržování optimální provozní teploty baterie. Výkon lithiové-iontové baterie je vysoce teplotně-závislý: Nízká-teplota nabíjení snadno vede k pokovování lithiem a poškození článků, zatímco nabíjení a vybíjení při vysoké teplotě- urychluje degradaci a představuje bezpečnostní riziko. BMS ve spojení se systémem tepelného managementu aktivuje topná tělesa pro předehřátí baterie při nízkých teplotách a aktivuje ventilátory a potrubí kapalinového chlazení, aby odváděly teplo při vysokých teplotách, čímž baterii uzamkne v jejím optimálním provozním rozsahu.

5. Komunikace:Komunikace směrem nahoru a dolů, což usnadňuje výměnu informací mezi vozidlem a uživatelem.

BMS funguje jako externí „mluvčí“ baterie. Interně shromažďuje data z každé buňky prostřednictvím sériového{1}}řetězového propojení. Externě spolupracuje s VCU vozidla a nabíjecími stanicemi prostřednictvím sběrnice CAN a současně synchronizuje data do cloudu a mobilní aplikace. Může vydávat signály o výkonu a úrovni baterie do vozidla a zobrazovat majiteli zbývající dojezd a stav baterie.

ACEY-BP24-300A400Abms tester strojje vysoce{0}}testovací platforma navržená pro komplexní ověření funkčnosti desek ochrany lithiových baterií a systémů správy baterií (BMS).

1. Komplexní shromažďování nezpracovaných dat baterií

BMS se při snímání dat opírá o čtyři typy hardwaru pro sběr dat:

• Total Voltage Measurement: Detekuje celkové napětí baterie pro určení celkové energetické rezervy;
• Měření napětí jednotlivých článků: Shromažďuje napětí každého jednotlivého článku, aby bylo možné přesně lokalizovat vadné články s abnormálním napětím;
• Měření celkového proudu: Monitoruje proud nabíjecího a vybíjecího obvodu pro výpočet množství nabití a vybití;
• Více{0}}bodové měření teploty: Rozmístí teplotní sondy na více místech v rámci baterie, aby v reálném čase sledoval nárůst teploty článků.

Po shromáždění nezpracovaných dat BMS automaticky vypočítá čtyři základní parametry stavu a transformuje nezpracovaná data na efektivní informace, kterým mohou uživatelé a vozidlo rozumět.

2. Čtyřnásobný-ochranný štít

Po zjištění abnormálních dat BMS okamžitě aktivuje stupňovitou ochranu, aby se eliminovalo riziko tepelného úniku u zdroje:

• Ochrana proti přebití: Když napětí článku během nabíjení dosáhne svého horního limitu (4,25 V pro běžné lithiové baterie), nabíjecí obvod se automaticky odpojí, čímž se zabrání dalšímu nabíjení a vyboulení článku a požáru.
• Ochrana proti nadměrnému vybití: Když vybíjecí napětí klesne na spodní hranici (2,8 V u běžných lithiových baterií), vybíjecí výstup se přeruší, aby se zabránilo trvalému poškození hlubokým vyčerpáním článků.
• Ochrana proti nadproudu: Když nabíjecí/vybíjecí proud překročí bezpečnostní práh, spustí se pojistka nebo vysokonapěťový spínač, aby se odpojil, čímž se zabrání poškození článku vysokým proudem.
• Ochrana proti přehřátí: Když teplota baterie překročí bezpečnostní limit (obvykle 55 stupňů), výstupní výkon se omezí nebo se dokonce vypne, čímž se spustí chlazení a odvod tepla.

Stručně řečeno: Snímání jsou oči BMS, ochrana jsou jeho ruce a nohy; pouze přesným identifikováním nebezpečí může rychle podniknout kroky k ochraně bezpečnosti baterie.

1. Vyvažování článků: Překonání efektu sudu a maximalizace kapacity baterie
Když je paralelně nebo sériově zapojeno více článků, dochází k výraznému rozdílu napětí: během nabíjení je nejprve plně nabit článek s nejvyšším napětím, což systém přinutí zastavit nabíjení, zatímco zbývající články s nižším napětím- nelze plně nabít; během vybíjení se nejprve vybije článek s nejnižším napětím, což donutí systém vypnout, zatímco vysokonapěťové články si stále uchovávají velké množství náboje. Jedná se o soudkový efekt, kdy nejslabší článek určuje celkovou použitelnou kapacitu akumulátoru. BMS vyrovnává rozdíl napětí článku dvěma způsoby vyvážení:

Pasivní vyvažování:Spoléhá na odpory, které odvádějí přebytečný náboj z vysokonapěťových článků-jako teplo. Tato metoda má jednoduchou strukturu a nízkou cenu, ale dochází k plýtvání energií. Většinou se používá v levných-úložištích energie a nízkorychlostních zařízeních.

Aktivní balancování:Používá kondenzátory a induktory jako nosiče energie k přenosu přebytečného náboje z vysokonapěťových článků na články s nízkým napětím-. Tato metoda nepřináší žádné plýtvání energií a vysokou účinnost vyvážení a je široce používána v běžných nových energetických vozidlech a špičkových-úložištích energie.

Po vyvážení jsou napětí článků konzistentní, čímž se zvyšuje využitelná kapacita akumulátoru a výrazně se prodlužuje jeho životnost.

2. Dvouvrstvá{1}}komunikační síť pro datovou interoperabilitu

Komunikace BMS se skládá ze dvou sítí: interní a externí.

• Interní komunikace (daisy{0}}řetěz): Čipy pro sběr buněk jsou zapojeny do série, aby synchronně shromažďovaly údaje o napětí a teplotě z každého článku, které jsou pak agregovány do hlavního řídicího MCU.
• Externí komunikace (sběrnice CAN + cloud): Spolupracuje s řídicí jednotkou vozidla (VCU) a nabíjecími hromadami prostřednictvím linek CAN; současně se data nahrávají do cloudové platformy a mobilní aplikace, což majitelům umožňuje kdykoli zkontrolovat úroveň baterie, dojezd, stav baterie a alarmy poruch.

Lithiové baterie jsou extrémně teplotně -citlivé součásti pro ukládání energie: Nízké okolní teploty mohou způsobit usazování lithia uvnitř článků během nabíjení, což trvale poškodí kapacitu baterie; nepřetržité-nabíjení a vybíjení při vysokých teplotách urychluje rozklad elektrolytu, což snadno vede k tepelnému úniku. BMS (Battery Management System) pracuje ve spojení s celým systémem řízení teploty pro dosažení obousměrné regulace teploty:

• Nízká-teplota: Vestavěné-topné články se aktivují, aby rovnoměrně zahřívaly baterii, což umožňuje nabíjení a vybíjení vysokým-výkonem pouze po dosažení vhodné teploty;
• Vysoké{0}}teplotní podmínky: Chladicí ventilátory a potrubí kapalinového chlazení se aktivují, aby odváděly teplo z článků, čímž se snižuje celková teplota baterie a zároveň se omezuje výstupní výkon, aby se zabránilo dalšímu přehřívání. Stabilní prostředí s regulací teploty je zásadní pro prodloužení životnosti baterie a předcházení bezpečnostním nehodám.

Pokud porovnáme lithiovou baterii se skladištěm a články s policemi, které uchovávají elektrickou energii, pak je BMS všestranným manažerem, který působí jako komorník, bodyguard, lékař a koordinátor:

Ať už se jedná o nová energetická osobní vozidla, elektrické tříkolky, elektrická kola, průmyslová a komerční úložiště energie nebo přenosná lithiová bateriová zařízení, dobře{0}}navržený a plně funkční BMS je základním předpokladem pro bezpečný a stabilní provoz lithiových bateriových systémů a nepostradatelnou základní součástí ve výzkumu, vývoji, výrobě a recyklaci lithiových baterií.

Poskytujeme lithiové baterie BMS a testovací zařízení BMS. V případě dotazů nás neváhejte kontaktovat.

Acey New Energy se specializuje na výzkum a výrobu špičkových -zařízení pro lithium-iontové baterie. Můžeme poskytnout-řešení na jednom místě pro montážní linku lithium-iontových baterií, pokud jste noví v průmyslu lithium-iontových baterií a chcete si postavit vlastní výrobní linku lithium-iontových baterií nebo montážní linku lithium-iontových baterií, můžeme vám poskytnout profesionální technickou podporu a pokyny, neváhejte nás kontaktovat!

Kontaktujte nyní