Gwybodaeth a Swyddogaeth System Rheoli Batri BMS, Cyflwyniad

Enw llawn BMS yw System Rheoli Batri.Mae'n ddyfais sy'n monitro statws batris storio ynni.Fe'i defnyddir yn bennaf ar gyfer rheoli a chynnal a chadw celloedd batri unigol yn ddeallus, gan atal gorwefru a gor-ollwng batris, ymestyn oes batri, a monitro statws batri.Yn gyffredinol, cynrychiolir BMS fel bwrdd cylched neu flwch caledwedd.

 

Mae'r BMS yn un o is-systemau craidd y system storio ynni batri, sy'n gyfrifol am fonitro statws gweithredu pob batri yn yr uned storio ynni batri a sicrhau gweithrediad diogel a dibynadwy'r uned storio ynni.Gall y BMS fonitro a chasglu paramedrau statws y batri storio ynni mewn amser real (gan gynnwys ond heb fod yn gyfyngedig i foltedd un gell, tymheredd polyn batri, cerrynt dolen batri, foltedd terfynell pecyn batri, ymwrthedd inswleiddio system batri, ac ati), a perfformio dadansoddiad a chyfrifiad angenrheidiol ar baramedrau statws perthnasol i gael mwy o baramedrau gwerthuso statws system.Gall hefyd gyflawni rheolaeth effeithiol ar y batri storio ynni ei hun yn unol â strategaethau rheoli amddiffyn penodol i sicrhau gweithrediad diogel a dibynadwy'r uned storio ynni batri cyfan.Ar yr un pryd, gall y BMS ryngweithio â dyfeisiau allanol eraill (PCS, EMS, system amddiffyn rhag tân, ac ati) trwy ei ryngwyneb cyfathrebu ei hun a'i ryngwyneb mewnbwn analog / digidol i ffurfio rheolaeth gyswllt o wahanol is-systemau yn y pŵer storio ynni cyfan. orsaf, gan sicrhau gweithrediad diogel, dibynadwy ac effeithlon yr orsaf bŵer sy'n gysylltiedig â'r grid.

2) Pensaernïaeth

O safbwynt pensaernïaeth topoleg, rhennir BMS yn ddau gategori: canoli a dosbarthu yn unol â gofynion prosiect gwahanol.

 

BMS canolog

Yn syml, mae BMS canolog yn defnyddio un caledwedd BMS i gasglu'r holl gelloedd, sy'n addas ar gyfer senarios heb lawer o gelloedd.

Mae gan BMS canolog fanteision cost isel, strwythur cryno, a dibynadwyedd uchel, ac fe'i defnyddir yn gyffredin mewn senarios â chynhwysedd isel, cyfanswm pwysau isel, a chyfaint system batri bach, megis offer pŵer, robotiaid (troi robotiaid, robotiaid cynorthwyol), Cartrefi smart IOT (robotiaid ysgubo, sugnwyr llwch trydan), fforch godi trydan, cerbydau trydan cyflym (beiciau trydan, beiciau modur trydan, ceir golygfeydd trydan, ceir patrôl trydan, cartiau golff trydan, ac ati), a cherbydau hybrid ysgafn.

Gellir rhannu'r caledwedd BMS canolog yn ardaloedd foltedd uchel a foltedd isel.Mae'r ardal foltedd uchel yn gyfrifol am gasglu foltedd un gell, cyfanswm foltedd y system, a monitro ymwrthedd inswleiddio.Mae'r ardal foltedd isel yn cynnwys cylchedau cyflenwad pŵer, cylchedau CPU, cylchedau cyfathrebu CAN, cylchedau rheoli, ac ati.

Wrth i system batri pŵer cerbydau teithwyr barhau i ddatblygu tuag at gapasiti uchel, cyfanswm pwysau uchel, a chyfaint mawr, defnyddir pensaernïaeth BMS dosranedig yn bennaf mewn modelau cerbydau trydan hybrid plug-in a pur.

BMS wedi'i ddosbarthu

Ar hyn o bryd, mae yna dermau amrywiol ar gyfer BMS dosbarthedig yn y diwydiant, ac mae gan wahanol gwmnïau enwau gwahanol.Mae gan y batri pŵer BMS bensaernïaeth dwy haen meistr-gaethwas yn bennaf:

 

Mae'r BMS storio ynni fel arfer yn bensaernïaeth tair haen oherwydd maint mawr y pecyn batri, gyda haen reoli meistr uwchben y caethweision a'r prif haenau rheoli.

Yn union fel batris yn ffurfio clystyrau batri, sydd yn eu tro yn ffurfio pentyrrau, mae'r BMS tair haen hefyd yn dilyn yr un rheol ar i fyny:

O'r rheolaeth: uned rheoli batri (BMU), sy'n casglu gwybodaeth o fatris unigol.

Monitro foltedd a thymheredd y gell batri

Cydraddoli batri yn y pecyn

Llwytho gwybodaeth i fyny

rheolaeth thermol

Larwm annormal

Rheolaeth meistr: Uned rheoli clwstwr batri: BCU (uned clwstwr batri, a elwir hefyd yn uned rheoli foltedd uchel HVU, BCMU, ac ati), sy'n gyfrifol am gasglu gwybodaeth BMU a chasglu gwybodaeth clwstwr batri.

Caffael cerrynt clwstwr batri, caffael cyfanswm foltedd, canfod gollyngiadau

Amddiffyniad pŵer i ffwrdd pan fydd statws y batri yn annormal

O dan reolaeth BMS, gellir cwblhau graddnodi capasiti a graddnodi SOC ar wahân fel sail ar gyfer rheoli codi tâl a rhyddhau dilynol.

Mae'r uned rheoli arae batri (BAU) yn gyfrifol am reolaeth ganolog y batris yn y pentwr batri storio ynni cyfan.Mae'n cysylltu ag amrywiol unedau rheoli clwstwr batri ac yn cyfnewid gwybodaeth â dyfeisiau eraill i roi adborth ar statws gweithredu'r arae batri.

Rheoli arae batris a chodi tâl

Hunan-wirio system BMS a larwm diagnosis nam

Larwm diagnosis nam pecyn batri

Diogelu diogelwch ar gyfer annormaleddau a namau amrywiol yn yr arae batri

Cyfathrebu â dyfeisiau eraill fel PCS ac EMS

Storio, trosglwyddo a phrosesu data

Haen rheoli batri: yn gyfrifol am gasglu gwybodaeth amrywiol (foltedd, tymheredd) batris unigol, cyfrifo a dadansoddi SOC a SOH o fatris, cyflawni cyfartalu gweithredol batris unigol, a llwytho gwybodaeth annormal o batris unigol i'r pecyn batri haen uned BCMU.Trwy gyfathrebu allanol CAN, mae'n rhyng-gysylltiedig trwy gadwyn llygad y dydd.

Haen rheoli batri: yn gyfrifol am gasglu gwybodaeth amrywiol o fatris unigol a lanlwythwyd gan y BMU, casglu gwybodaeth amrywiol am y pecyn batri (foltedd pecyn, tymheredd pecyn), codi tâl pecyn batri a cheryntau gollwng, cyfrifo a dadansoddi SOC a SOH y pecyn batri , a llwytho'r holl wybodaeth i fyny i haen uned clwstwr batri BAMS.Trwy gyfathrebu allanol CAN, mae'n rhyng-gysylltiedig trwy gadwyn llygad y dydd.

Haen rheoli clwstwr batri: yn gyfrifol am gasglu gwybodaeth batri amrywiol a lanlwythwyd gan BCMU a lanlwytho'r holl wybodaeth i'r system EMS monitro storio ynni trwy ryngwyneb RJ45;cyfathrebu â PCS i anfon gwybodaeth annormal berthnasol am y batri i PCS (rhyngwyneb CAN neu RS485), ac offer gyda nodau sych caledwedd i gyfathrebu â PCS.Yn ogystal, mae'n perfformio gwerthusiad system batri BSE (Amcangyfrif Talaith Batri), canfod statws system drydanol, rheoli contactor, rheolaeth thermol, rheoli gweithrediad, rheoli codi tâl, rheolaeth ddiagnostig, ac yn perfformio rheolaeth rhwydwaith cyfathrebu mewnol ac allanol.Cyfathrebu ag is-weithwyr trwy CAN.

3) Beth mae BMS yn ei wneud?

Mae swyddogaethau BMS yn niferus, ond y craidd a'r hyn yr ydym yn poeni fwyaf amdano yw tair agwedd:

Un yw synhwyro (rheoli cyflwr), sef swyddogaeth sylfaenol BMS.Mae'n mesur foltedd, gwrthiant, tymheredd, ac yn y pen draw yn synhwyro cyflwr y batri.Rydym am wybod beth yw cyflwr y batri, faint o ynni a chynhwysedd sydd ganddo, pa mor iach ydyw, faint o bŵer y mae'n ei gynhyrchu, a pha mor ddiogel ydyw.Mae hyn yn synhwyro.

Yr ail yw rheoli (rheoli cydbwysedd).Mae rhai pobl yn dweud mai BMS yw nani'r batri.Yna dylai'r nani hon ei reoli.Beth i'w reoli?Mae i wneud y batri mor dda â phosibl.Y mwyaf sylfaenol yw rheoli cydbwysedd a rheolaeth thermol.

Y trydydd yw amddiffyn (rheoli diogelwch).Mae gan y nani swydd i'w gwneud hefyd.Os oes gan y batri rywfaint o statws, mae angen ei ddiogelu ac mae angen codi larwm.

Wrth gwrs, mae yna hefyd elfen rheoli cyfathrebu sy'n trosglwyddo data o fewn neu'r tu allan i'r system trwy brotocolau penodol.

Mae gan BMS lawer o swyddogaethau eraill, megis rheoli gweithrediad, monitro inswleiddio, rheolaeth thermol, ac ati, nad ydynt yn cael eu trafod yma.

 

3.1 Canfyddiad – Mesur ac Amcangyfrif

Swyddogaeth sylfaenol BMS yw mesur ac amcangyfrif paramedrau batri, gan gynnwys paramedrau sylfaenol megis foltedd, cerrynt, tymheredd a chyflwr, yn ogystal â chyfrifiadau o ddata cyflwr batri megis SOC a SOH.Mae maes batris pŵer hefyd yn cynnwys cyfrifiadau o SOP (cyflwr pŵer) a SOE (cyflwr ynni), nad ydynt yn cael eu trafod yma.Byddwn yn canolbwyntio ar y ddau ddata cyntaf a ddefnyddir yn ehangach.

Mesur celloedd

1) Mesur gwybodaeth sylfaenol: Swyddogaeth fwyaf sylfaenol y system rheoli batri yw mesur foltedd, cerrynt a thymheredd y celloedd batri unigol, sef y sylfaen ar gyfer yr holl gyfrifiadau lefel uchaf a rhesymeg rheoli yn y system rheoli batri.

2) Profi ymwrthedd inswleiddio: Mae angen profion inswleiddio ar gyfer y system batri gyfan a'r system foltedd uchel o fewn y system rheoli batri.

3) Canfod cyd-gloi foltedd uchel (HVIL): a ddefnyddir i gadarnhau cywirdeb y system foltedd uchel gyfan a chychwyn mesurau diogelwch pan fydd cywirdeb dolen y system foltedd uchel yn cael ei beryglu.

Cyfrifiad SOC

Mae SOC yn cyfeirio at Gyflwr y Tâl, sef y gallu sy'n weddill o'r batri.Yn syml, dyma faint o bŵer sydd ar ôl yn y batri.

SOC yw'r paramedr pwysicaf yn BMS, gan fod popeth arall yn seiliedig arno.Felly, mae ei gywirdeb a'i gadernid (a elwir hefyd yn allu cywiro gwallau) yn hynod bwysig.Heb SOC cywir, ni all unrhyw faint o swyddogaeth amddiffyn wneud i BMS weithio'n iawn, gan y bydd y batri yn aml mewn cyflwr gwarchodedig, gan ei gwneud hi'n amhosibl ymestyn oes y batri.

Ar hyn o bryd, mae'r dulliau amcangyfrif SOC prif ffrwd yn cynnwys dull foltedd cylched agored, dull integreiddio cyfredol, dull hidlo Kalman, a dull rhwydwaith niwral.Defnyddir y ddau ddull cyntaf yn gyffredin.Mae'r ddau ddull olaf yn cynnwys gwybodaeth ddatblygedig megis modelau integreiddio a deallusrwydd artiffisial, nad ydynt wedi'u manylu yma.

Mewn cymwysiadau ymarferol, defnyddir algorithmau lluosog yn aml mewn cyfuniad, gyda gwahanol algorithmau'n cael eu mabwysiadu yn dibynnu ar statws gwefru a gollwng y batri.

dull foltedd cylched agored

Egwyddor dull foltedd cylched agored yw defnyddio'r berthynas swyddogaethol gymharol sefydlog rhwng foltedd cylched agored a SOC o dan gyflwr lleoliad sefydlog hirdymor y batri, ac felly amcangyfrif SOC yn seiliedig ar foltedd cylched agored.Mae'r beic trydan batri asid plwm a ddefnyddiwyd yn gyffredin yn defnyddio'r dull hwn i amcangyfrif SOC.Mae dull foltedd cylched agored yn syml ac yn gyfleus, ond mae yna lawer o anfanteision hefyd:

1. Rhaid gadael y batri yn sefyll am amser hir, fel arall bydd y foltedd cylched agored yn anodd ei sefydlogi mewn cyfnod byr o amser;

2. Mae llwyfandir foltedd mewn batris, yn enwedig batris ffosffad haearn lithiwm, lle mae'r foltedd terfynell a'r gromlin SOC tua llinol yn ystod yr ystod SOC30% -80%;

3. Mae'r batri ar dymheredd gwahanol neu gamau bywyd gwahanol, ac er bod y foltedd cylched agored yr un fath, gall y gwahaniaeth SOC gwirioneddol fod yn fawr;

Fel y dangosir yn y ffigur isod, pan fyddwn yn defnyddio'r beic trydan hwn, os yw'r SOC cyfredol yn cael ei arddangos fel 100%, mae'r foltedd yn gostwng wrth gyflymu, a gellir arddangos y pŵer fel 80%.Pan fyddwn yn rhoi'r gorau i gyflymu, mae'r foltedd yn codi, ac mae'r pŵer yn neidio yn ôl i 100%.Felly nid yw arddangosfa pŵer ein sgwter trydan yn gywir.Pan fyddwn yn stopio, mae ganddo bŵer, ond pan fyddwn yn cychwyn, mae'n rhedeg allan o bŵer.Efallai na fydd hyn yn broblem gyda'r batri, ond gall fod oherwydd bod algorithm SoC y BMS yn rhy syml.

Dull annatod An-Shi

Mae'r dull integreiddio Anshicontinuous yn cyfrifo gwerth SOC yn uniongyrchol mewn amser real trwy'r diffiniad o SOC.

O ystyried y gwerth SOC cychwynnol, cyn belled ag y gellir mesur cerrynt y batri (lle mae'r cerrynt rhyddhau yn bositif), gellir cyfrifo'r newid yng nghapasiti'r batri yn gywir trwy integreiddio cyfredol, gan arwain at weddill y SOC.

Mae gan y dull hwn ganlyniadau amcangyfrif cymharol ddibynadwy mewn cyfnod byr o amser, ond oherwydd gwallau mesur y synhwyrydd presennol a dirywiad graddol cynhwysedd y batri, bydd integreiddio cyfredol hirdymor yn cyflwyno rhai gwyriadau.Felly, fe'i defnyddir yn gyffredinol ar y cyd â dull foltedd cylched agored i amcangyfrif y gwerth cychwynnol ar gyfer amcangyfrif SOC gyda gofynion cywirdeb isel, a gellir ei ddefnyddio hefyd ar y cyd â dull hidlo Kalman ar gyfer rhagfynegiad SOC tymor byr.

Mae SOC (Cyflwr Codi Tâl) yn perthyn i algorithm rheoli craidd BMS, sy'n cynrychioli'r statws capasiti presennol sy'n weddill.Fe'i cyflawnir yn bennaf trwy'r dull integreiddio ampere-awr ac algorithm EKF (Hidlo Kalman Estynedig), ynghyd â strategaethau cywiro (megis cywiro foltedd cylched agored, cywiro tâl llawn, cywiro diwedd codi tâl, cywiro cynhwysedd o dan wahanol dymereddau a SOH, ac ati).Mae'r dull integreiddio ampere-awr yn gymharol ddibynadwy o dan yr amod o sicrhau cywirdeb caffael cyfredol, ond nid yw'n gadarn.Oherwydd bod gwallau'n cronni, rhaid ei gyfuno â strategaethau cywiro.Mae'r dull EKF yn gadarn ond mae'r algorithm yn gymharol gymhleth ac yn anodd ei weithredu.Gall gweithgynhyrchwyr prif ffrwd domestig gyflawni cywirdeb o lai na 6% ar dymheredd ystafell, ond mae'n anodd amcangyfrif ar dymheredd uchel ac isel a gwanhau batri.

Cywiro SOC

Oherwydd yr amrywiadau presennol, gall yr SOC amcangyfrifedig fod yn anghywir, ac mae angen ymgorffori amrywiol strategaethau cywiro yn y broses amcangyfrif.

 

Cyfrifiad SOH

Mae SOH yn cyfeirio at Gyflwr Iechyd, sy'n nodi statws iechyd presennol y batri (neu raddau diraddiad batri).Fe'i cynrychiolir yn nodweddiadol fel gwerth rhwng 0 a 100%, gyda gwerthoedd o dan 80% yn cael eu hystyried yn gyffredinol i ddangos na ellir defnyddio'r batri mwyach.Gellir ei gynrychioli gan newidiadau mewn gallu batri neu wrthwynebiad mewnol.Wrth ddefnyddio cynhwysedd, amcangyfrifir cynhwysedd gwirioneddol y batri presennol yn seiliedig ar ddata o broses weithredu'r batri, a'r gymhareb o hyn i'r capasiti graddedig yw'r SOH.Bydd SOH cywir yn gwella cywirdeb amcangyfrif modiwlau eraill pan fydd y batri yn dirywio.

Mae dau ddiffiniad gwahanol o SOH yn y diwydiant:

Diffiniad SOH yn seiliedig ar bylu capasiti

Yn ystod y defnydd o batris lithiwm-ion, mae'r deunydd gweithredol y tu mewn i'r batri yn gostwng yn raddol, mae'r gwrthiant mewnol yn cynyddu, ac mae'r cynhwysedd yn pydru.Felly, gellir amcangyfrif SOH yn ôl gallu'r batri.Mynegir statws iechyd y batri fel cymhareb y capasiti presennol i'r capasiti cychwynnol, a diffinnir ei SOH fel:

SOH=(C_safonol-C_fade)/C_safon ×100%

Ble: C_fade yw cynhwysedd coll y batri;C_standard yw'r gallu nominal.

Mae safon IEEE 1188-1996 yn nodi, pan fydd gallu'r batri pŵer yn gostwng i 80%, y dylid disodli'r batri.Felly, rydym fel arfer yn ystyried nad yw'r batri SOH ar gael pan fydd yn is na 80%.

Diffiniad SOH yn seiliedig ar wanhau pŵer (Power Pylu)

Bydd heneiddio bron pob math o batris yn arwain at gynnydd mewn ymwrthedd mewnol batri.Po uchaf yw gwrthiant mewnol y batri, yr isaf yw'r pŵer sydd ar gael.Felly, gellir amcangyfrif y SOH trwy ddefnyddio gwanhad pŵer.

3.2 Rheolaeth – Technoleg Gytbwys

Mae gan bob batri ei “bersonoliaeth” ei hun

I siarad am gydbwysedd, mae'n rhaid i ni ddechrau gyda batris.Mae gan hyd yn oed batris a gynhyrchir yn yr un swp gan yr un gwneuthurwr eu cylchoedd bywyd a'u “personoliaethau” eu hunain - ni all cynhwysedd pob batri fod yn union yr un fath.Mae dau reswm am yr anghysondeb hwn:

Un yw anghysondeb cynhyrchu celloedd

Un yw anghysondeb adweithiau electrocemegol.

anghysondeb cynhyrchu

Mae anghysondebau cynhyrchu yn hawdd eu deall.Er enghraifft, yn ystod y broses gynhyrchu, gall anghysondebau diaffram ac anghysondebau deunydd catod ac anod arwain at anghysondebau capasiti batri cyffredinol.Gall batri 50AH safonol ddod yn 49AH neu 51AH.

anghysondeb electrocemegol

Anghysondeb electrocemeg yw, yn y broses o godi tâl a gollwng batri, hyd yn oed os yw cynhyrchu a phrosesu'r ddwy gell yn union yr un fath, ni all yr amgylchedd thermol byth fod yn gyson yn y broses o adwaith electrocemegol.Er enghraifft, wrth wneud modiwlau batri, rhaid i dymheredd y cylch amgylchynol fod yn is na thymheredd y canol.Mae hyn yn arwain at anghysondeb hirdymor rhwng codi tâl a rhyddhau symiau, sydd yn ei dro yn arwain at gapasiti celloedd batri anghyson;Pan fydd cerrynt codi tâl a gollwng y ffilm SEI ar y gell batri yn anghyson am amser hir, bydd heneiddio'r ffilm SEI hefyd yn anghyson.

* Ffilm SEI: “rhyngwyneb electrolyt solet” (rhyngwyneb electrolyt solet).Yn ystod y broses rhyddhau tâl cyntaf o batri ïon lithiwm hylif, mae'r deunydd electrod yn adweithio gyda'r electrolyt ar y rhyngwyneb cyfnod solet-hylif i ffurfio haen passivation sy'n gorchuddio wyneb y deunydd electrod.Mae ffilm SEI yn ynysydd electronig ond yn ddargludydd rhagorol o ïonau lithiwm, sydd nid yn unig yn amddiffyn yr electrod ond hefyd nid yw'n effeithio ar swyddogaeth batri.Mae heneiddio ffilm SEI yn cael effaith sylweddol ar iechyd batri.

Felly, mae diffyg unffurfiaeth (neu arwahanrwydd) pecynnau batri yn amlygiad anochel o weithrediad batri.

Pam fod angen cydbwysedd

Mae'r batris yn wahanol, felly beth am geisio eu gwneud yr un peth?Oherwydd bydd anghysondeb yn effeithio ar berfformiad y pecyn batri.

Mae'r pecyn batri mewn cyfres yn dilyn effaith y gasgen fer: yn y system pecyn batri mewn cyfres, mae cynhwysedd y system pecyn batri cyfan yn cael ei bennu gan yr uned sengl leiaf.

Tybiwch fod gennym becyn batri sy'n cynnwys tri batris:

e gwybod y gall gorwefru a gor-ollwng niweidio batris yn ddifrifol.Felly, pan fydd batri B wedi'i wefru'n llawn wrth godi tâl neu pan fo SoC batri B yn isel iawn wrth ollwng, mae angen rhoi'r gorau i godi tâl a gollwng i amddiffyn batri B. O ganlyniad, ni all pŵer batris A ac C fod yn llawn defnyddio.

Mae hyn yn arwain at:

Mae cynhwysedd defnyddiadwy gwirioneddol y pecyn batri wedi gostwng: Nid yw batri A a C, a allai fod wedi defnyddio'r capasiti sydd ar gael, bellach yn gallu gwneud hynny er mwyn darparu ar gyfer Batri B. Mae fel dau berson ar dair coes wedi'u clymu gyda'i gilydd, gyda'r person talach yn methu cymryd camau mawr.

Llai o fywyd batri: Mae hyd stride llai yn gofyn am fwy o gamau ac yn gwneud y coesau'n fwy blinedig.Gyda llai o gapasiti, mae nifer y cylchoedd gwefru a rhyddhau yn cynyddu, gan arwain at fwy o ddiraddiad batri.Er enghraifft, gall un gell gyflawni 4000 o gylchoedd ar 100% DoD, ond mewn defnydd gwirioneddol ni all gyrraedd 100% ac yn sicr ni fydd nifer y cylchoedd yn cyrraedd 4000.

* Mae Adran Amddiffyn, Dyfnder rhyddhau, yn cynrychioli canran y capasiti rhyddhau batri i gapasiti graddedig y batri.

Mae anghysondeb batris yn arwain at ostyngiad ym mherfformiad y pecyn batri.Pan fydd maint y modiwl batri yn fawr, mae llinynnau lluosog o batris wedi'u cysylltu mewn cyfres, a bydd gwahaniaeth foltedd sengl mawr yn achosi i gynhwysedd y blwch cyfan leihau.Po fwyaf o fatris sy'n gysylltiedig mewn cyfres, y mwyaf o gapasiti y byddant yn ei golli.Fodd bynnag, yn ein cymwysiadau, yn enwedig mewn cymwysiadau system storio ynni, mae dau ofyniad pwysig:

Y cyntaf yw batri oes hir, a all leihau'r costau gweithredu a chynnal a chadw yn fawr.Mae gan y system storio ynni ofynion uchel ar gyfer bywyd y pecyn batri.Mae'r rhan fwyaf o'r rhai domestig wedi'u cynllunio am 15 mlynedd.Os tybiwn fod 300 o gylchoedd y flwyddyn, 15 mlynedd yw 4500 o gylchoedd, sy'n dal yn uchel iawn.Mae angen inni wneud y mwyaf o fywyd pob batri fel bod bywyd cyfan y pecyn batri cyfan yn gallu cyrraedd y bywyd dylunio cymaint â phosibl, a lleihau effaith gwasgariad batri ar fywyd y pecyn batri.

Bydd yr ail gylchred ddwfn, yn enwedig yn y senario cymhwysiad o eillio brig, rhyddhau un kWh arall o drydan yn dod ag un pwynt arall o refeniw.Hynny yw, byddwn yn gwneud 80% DoD neu 90% DoD.Pan ddefnyddir y cylch dwfn yn y system storio ynni, bydd gwasgariad y batri yn ystod y gollyngiad cynffon yn cael ei amlygu.Felly, er mwyn sicrhau bod gallu pob cell sengl yn cael ei ryddhau'n llawn o dan gyflwr codi tâl dwfn a rhyddhau dwfn, mae angen ei gwneud yn ofynnol i'r BMS storio ynni feddu ar alluoedd rheoli cydraddoli cryf ac atal cysondeb ymhlith celloedd batri. .

Mae'r ddau ofyniad hyn yn union groes i anghysondeb batri.Er mwyn cyflawni cymwysiadau pecyn batri mwy effeithlon, rhaid inni gael technoleg cydbwyso mwy effeithiol i leihau effaith anghysondeb batri.

technoleg ecwilibriwm

Mae technoleg cydraddoli batri yn ffordd o wneud batris â gwahanol alluoedd yr un peth.Mae dau ddull cyfartalu cyffredin: cyfartalu uncyfeiriad afradu ynni (cydraddoli goddefol) a chydraddoli deugyfeiriadol trosglwyddo ynni (cydraddoli gweithredol).

(1) Cydbwysedd goddefol

Yr egwyddor cydraddoli goddefol yw cyfochrog â gwrthydd rhyddhau y gellir ei newid ar bob llinyn o fatris.Mae'r BMS yn rheoli'r gwrthydd rhyddhau i ollwng y celloedd foltedd uwch, gan wasgaru'r egni trydanol fel gwres.Er enghraifft, pan fydd batri B bron wedi'i wefru'n llawn, mae'r switsh yn cael ei agor i ganiatáu i'r gwrthydd ar fatri B wasgaru egni trydanol gormodol fel gwres.Yna mae codi tâl yn parhau nes bod batris A ac C hefyd wedi'u gwefru'n llawn.

Dim ond celloedd foltedd uchel y gall y dull hwn eu rhyddhau, ac ni all ailgodi celloedd gallu isel.Oherwydd cyfyngiad pŵer y gwrthiant rhyddhau, mae'r cerrynt cydraddoli yn gyffredinol fach (llai nag 1A).

Manteision cyfartalu goddefol yw dyluniad cylched cost isel a syml;yr anfanteision yw ei fod yn seiliedig ar y capasiti batri isaf sy'n weddill ar gyfer cydraddoli, na all gynyddu cynhwysedd batris â chynhwysedd isel sy'n weddill, a bod 100% o'r pŵer cyfartal yn cael ei wastraffu ar ffurf gwres.

(2) Cydbwysedd gweithredol

Trwy algorithmau, mae llinynnau lluosog o fatris yn trosglwyddo egni celloedd foltedd uchel i gelloedd foltedd isel gan ddefnyddio cydrannau storio ynni, gan ollwng y batris foltedd uwch a defnyddio'r egni a ryddhawyd i wefru'r celloedd foltedd is.Mae'r egni'n cael ei drosglwyddo'n bennaf yn hytrach na'i wasgaru.

Yn y modd hwn, wrth godi tâl, mae batri B, sy'n cyrraedd foltedd 100% yn gyntaf, yn gollwng i A ac C, ac mae'r tri batris yn cael eu gwefru'n llawn gyda'i gilydd.Yn ystod rhyddhau, pan fydd y tâl sy'n weddill o batri B yn rhy isel, mae A ac C yn “codi tâl” B, fel nad yw cell B yn cyrraedd y trothwy SOC ar gyfer atal rhyddhau mor gyflym.

Prif nodweddion technoleg cydbwyso gweithredol

(1) Cydbwyso'r foltedd uchel ac isel i wella effeithlonrwydd y pecyn batri: Wrth godi tâl a gollwng ac wrth orffwys, gellir gollwng y batris foltedd uchel a gellir codi tâl ar y batris foltedd isel;

(2) Trosglwyddiad ynni colled isel: trosglwyddir ynni'n bennaf yn hytrach na'i golli'n syml, gan wella effeithlonrwydd y defnydd o bŵer;

(3) Cerrynt ecwilibriwm mawr: Yn gyffredinol, mae'r cerrynt ecwilibriwm rhwng 1 a 10A, ac mae'r ecwilibriwm yn gyflymach;

Mae cydraddoli gweithredol yn gofyn am gyfluniad cylchedau cyfatebol a dyfeisiau storio ynni, sy'n arwain at gyfaint mawr a chost gynyddol.Mae'r ddau amod hyn gyda'i gilydd yn pennu nad yw'n hawdd hyrwyddo a chymhwyso cydraddoli gweithredol.

Yn ogystal, mae'r broses gyfartalu gweithredol o godi tâl a gollwng yn cynyddu bywyd beicio'r batri yn ymhlyg.Ar gyfer celloedd sydd angen codi tâl a rhyddhau i gyflawni cydbwysedd, gall y llwyth gwaith ychwanegol achosi iddynt fod yn fwy na heneiddio celloedd cyffredin, gan arwain at fwlch perfformiad mwy gyda chelloedd eraill.

Mae rhai arbenigwyr yn credu y dylai'r ddau fynegiad uchod gyfateb i ecwilibriwm dissipative ac ecwilibriwm anwahanol.Dylai p'un a yw'n weithredol neu'n oddefol ddibynnu ar y digwyddiad sy'n sbarduno'r broses ecwilibriwm.Os yw'r system yn cyrraedd cyflwr lle mae'n rhaid iddi fod yn oddefol, mae'n oddefol.Os caiff ei osod gan fodau dynol, gelwir gosod y rhaglen ecwilibriwm pan nad oes angen bod yn gytbwys yn ecwilibriwm gweithredol.

Er enghraifft, pan fydd y gollyngiad ar y diwedd, mae'r gell foltedd isaf wedi cyrraedd y foltedd terfyn rhyddhau, tra bod gan gelloedd eraill bŵer o hyd.Ar yr adeg hon, er mwyn rhyddhau cymaint o drydan â phosibl, mae'r system yn trosglwyddo trydan celloedd ynni uchel i gelloedd ynni isel, gan ganiatáu i'r broses ryddhau barhau nes bod yr holl bŵer yn cael ei ollwng.Mae hon yn broses gyfartal oddefol.Os yw'r system yn rhagweld y bydd anghydbwysedd ar ddiwedd y gollyngiad pan fydd 40% o bŵer ar ôl o hyd, bydd yn cychwyn proses gydraddoli weithredol.

Rhennir cydraddoli gweithredol yn ddulliau canoledig a datganoledig.Mae'r dull cydraddoli canoledig yn cael ynni o'r pecyn batri cyfan, ac yna'n defnyddio dyfais trosi ynni i ategu ynni'r batris â llai o ynni.Mae cydraddoli datganoledig yn cynnwys cyswllt storio ynni rhwng batris cyfagos, a all fod yn anwythydd neu gynhwysydd, gan ganiatáu i egni lifo rhwng batris cyfagos.

Yn y strategaeth rheoli cydbwysedd gyfredol, mae yna rai sy'n cymryd y foltedd gell fel y paramedr targed rheoli, ac mae yna rai hefyd sy'n cynnig defnyddio SOC fel y paramedr targed rheoli cydbwysedd.Gan gymryd y foltedd cell fel enghraifft.

Yn gyntaf, gosodwch bâr o werthoedd trothwy ar gyfer cychwyn a diweddu cydraddoli: er enghraifft, mewn set o fatris, pan fydd y gwahaniaeth rhwng foltedd eithafol cell sengl a foltedd cyfartalog y set yn cyrraedd 50mV, cychwynnir cydraddoli, a phryd mae'n cyrraedd 5mV, daw cydraddoli i ben.

Mae'r BMS yn casglu foltedd pob cell yn ôl cylch caffael sefydlog, yn cyfrifo'r gwerth cyfartalog, ac yna'n cyfrifo'r gwahaniaeth rhwng pob foltedd cell a'r gwerth cyfartalog;

Os yw'r gwahaniaeth mwyaf yn cyrraedd 50mV, mae angen i'r BMS ddechrau'r broses gydraddoli;

Parhewch â cham 2 yn ystod y broses gydraddoli nes bod y gwerthoedd gwahaniaeth i gyd yn llai na 5mV, ac yna gorffen y cydraddoli.

Dylid nodi nad oes angen y cam hwn ar bob BMS, a gall strategaethau dilynol amrywio yn dibynnu ar y dull cydbwysedd.

Mae'r dechnoleg cydbwysedd hefyd yn gysylltiedig â'r math o batri.Credir yn gyffredinol bod LFP yn fwy addas ar gyfer cydbwysedd gweithredol, tra bod batris teiran yn addas ar gyfer cydbwysedd goddefol.

Mae'r cam o gystadleuaeth ddwys yn BMS yn cael ei gefnogi'n bennaf gan gost a dibynadwyedd.Ar hyn o bryd, nid yw'r gwiriad arbrofol o gydbwyso gweithredol wedi'i gyflawni eto.Disgwylir i lefel y diogelwch swyddogaethol symud tuag at ASIL-C ac ASIL-D, ond mae'r gost yn eithaf uchel.Felly, mae'r cwmnïau mawr presennol yn ofalus ynghylch ymchwil cydbwyso gweithredol.Mae rhai ffatrïoedd mawr hyd yn oed eisiau canslo'r modiwl cydbwyso a chael yr holl gydbwyso'n cael ei berfformio'n allanol, yn debyg i gynnal a chadw cerbydau tanwydd.Bob tro mae'r cerbyd yn teithio pellter penodol, bydd yn mynd i'r siop 4S ar gyfer cydbwyso allanol.Bydd hyn yn lleihau cost BMS y cerbyd cyfan a hefyd o fudd i'r storfa 4S cyfatebol.Mae'n sefyllfa lle mae pawb ar eu hennill.Felly, yn bersonol, deallaf y gallai hyn ddod yn duedd!

3.3 Diogelu – diagnosis nam a larwm

Mae monitro BMS wedi'i gydweddu â chaledwedd y system drydanol, ac fe'i rhennir yn wahanol lefelau methiant (methiant bach, methiant difrifol, methiant angheuol) yn ôl gwahanol amodau perfformiad y batri.Cymerir gwahanol fesurau trin mewn gwahanol lefelau methiant: rhybudd, cyfyngiad pŵer neu doriad foltedd uchel uniongyrchol.Mae methiannau'n cynnwys methiannau caffael data a rhesymoledd, methiannau trydanol (synwyryddion ac actiwadyddion), methiannau cyfathrebu, a methiannau statws batri.

Enghraifft gyffredin yw pan fydd batri yn gorboethi, mae'r BMS yn penderfynu bod y batri yn gorboethi yn seiliedig ar y tymheredd batri a gasglwyd, yna'n rheoli cylched y batri hwn i ddatgysylltu, yn perfformio amddiffyniad gorboethi, ac yn anfon rhybudd i systemau rheoli megis EMS.

3.4 Cyfathrebu

Ni ellir gwahanu gweithrediad arferol BMS oddi wrth ei swyddogaeth gyfathrebu.P'un a yw'n rheoli'r batri yn ystod rheoli batri, trosglwyddo statws batri i'r byd y tu allan, neu dderbyn cyfarwyddiadau rheoli, mae angen cyfathrebu sefydlog.

Yn y system batri pŵer, mae un pen y BMS wedi'i gysylltu â'r batri, ac mae'r pen arall wedi'i gysylltu â systemau rheoli ac electronig y cerbyd cyfan.Mae'r amgylchedd cyffredinol yn defnyddio protocol CAN, ond mae gwahaniaeth rhwng defnyddio CAN mewnol rhwng cydrannau mewnol y pecyn batri a defnyddio CAN cerbyd rhwng y pecyn batri a'r cerbyd cyfan.

Mewn cyferbyniad, mae BMS storio ynni a chyfathrebu mewnol yn y bôn yn defnyddio protocol CAN, ond mae ei gyfathrebu allanol (allanol yn cyfeirio'n bennaf at system anfon gorsaf bŵer storio ynni PCS) yn aml yn defnyddio fformatau protocol Rhyngrwyd protocol TCP/IP a phrotocol modbus.

4) BMS storio ynni

Yn gyffredinol, datblygodd gweithgynhyrchwyr BMS storio ynni o BMS batri pŵer, felly mae gan lawer o ddyluniadau a thermau wreiddiau hanesyddol

Er enghraifft, mae'r batri pŵer wedi'i rannu'n gyffredinol yn BMU (Uned Monitro Batri) a BCU (Uned Rheoli Batri), gyda'r cyntaf yn casglu data a'r olaf yn ei reoli.

Oherwydd bod y gell batri yn broses electrocemegol, mae celloedd batri lluosog yn ffurfio batri.Oherwydd nodweddion pob cell batri, ni waeth pa mor fanwl gywir yw'r broses weithgynhyrchu, bydd gwallau ac anghysondebau ym mhob cell batri dros amser ac yn dibynnu ar yr amgylchedd.Felly, y system rheoli batri yw gwerthuso cyflwr presennol y batri trwy baramedrau cyfyngedig, sydd ychydig yn debyg i feddyg meddygaeth Tsieineaidd traddodiadol yn diagnosio claf trwy arsylwi symptomau yn hytrach na meddygaeth y Gorllewin sy'n gofyn am ddadansoddiad corfforol a chemegol.Mae dadansoddiad ffisegol a chemegol y corff dynol yn debyg i nodweddion electrocemegol y batri, y gellir eu mesur gan offerynnau arbrofol ar raddfa fawr.Fodd bynnag, mae'n anodd i systemau gwreiddio werthuso rhai dangosyddion electrocemeg.Felly, mae BMS fel hen feddyg meddygaeth Tsieineaidd.

4.1 Pensaernïaeth tair haen o BMS storio ynni

Oherwydd y nifer fawr o gelloedd batri mewn systemau storio ynni, er mwyn arbed costau, mae BMS yn cael ei weithredu'n gyffredinol mewn haenau, gyda dwy neu dair haen.Ar hyn o bryd, mae'r brif ffrwd yn dair haen: meistr rheolaeth / rheolaeth meistr / rheolaeth gaethweision.

4.2 Disgrifiad manwl o BMS storio ynni

5) Y sefyllfa bresennol a thuedd yn y dyfodol

Mae yna sawl math o weithgynhyrchwyr sy'n cynhyrchu BMS:

Y categori cyntaf yw'r defnyddiwr terfynol sydd â'r pŵer mwyaf blaenllaw yn y batri pŵer BMS - ffatrïoedd ceir.Mewn gwirionedd, y cryfder gweithgynhyrchu BMS cryfaf dramor hefyd yw'r ffatrïoedd ceir, megis General Motors, Tesla, ac ati Yn y cartref, mae BYD, Huating Power, ac ati.

Yr ail gategori yw ffatrïoedd batri, gan gynnwys gweithgynhyrchwyr celloedd a gweithgynhyrchwyr pecyn, megis Samsung, Ningde Times, Xinwangda, Desay Battery, Topband Co, Ltd, Beijing Purrad, ac ati;

Y trydydd math o weithgynhyrchwyr BMS yw'r rhai sydd â blynyddoedd lawer o brofiad mewn technoleg electroneg pŵer, ac mae ganddynt dimau ymchwil a datblygu gyda chefndir prifysgol neu fenter gysylltiedig, megis Eternal Electronics, Hangzhou Gaote Electronics, Xie Neng Technology, a Kegong Electronics.

Yn wahanol i'r BMS o fatris pŵer, sy'n cael ei ddominyddu'n bennaf gan weithgynhyrchwyr cerbydau terfynol, mae'n ymddangos nad oes angen neu gamau gweithredu penodol ar ddefnyddwyr terfynol batris storio ynni i gymryd rhan yn y gwaith ymchwil a datblygu a gweithgynhyrchu BMS.Mae hefyd yn annhebygol y byddant yn gwario llawer o arian ac egni i ddatblygu systemau rheoli batri ar raddfa fawr.Felly, gellir ystyried nad oes gan y diwydiant BMS batri storio ynni chwaraewr pwysig gyda manteision absoliwt, gan adael lle enfawr ar gyfer datblygu a dychymyg ar gyfer gweithgynhyrchwyr batri a gwerthwyr sy'n canolbwyntio ar storio ynni BMS.Os sefydlir y farchnad storio ynni, bydd yn rhoi llawer o le i weithgynhyrchwyr batri a gweithgynhyrchwyr BMS proffesiynol i ddatblygu a llai o wrthwynebiad cystadleuol.

Ar hyn o bryd, cymharol ychydig o weithgynhyrchwyr BMS proffesiynol sy'n canolbwyntio ar ddatblygu BMS storio ynni, yn bennaf oherwydd y ffaith bod y farchnad storio ynni yn dal yn ei ddyddiau cynnar ac mae llawer o amheuon o hyd ynghylch datblygiad storio ynni yn y farchnad yn y dyfodol.Felly, nid yw'r rhan fwyaf o weithgynhyrchwyr wedi datblygu BMS sy'n ymwneud â storio ynni.Yn yr amgylchedd busnes gwirioneddol, mae yna hefyd weithgynhyrchwyr sy'n prynu batri cerbydau trydan BMS i'w defnyddio fel BMS ar gyfer batris storio ynni.Credir, yn y dyfodol, bod gweithgynhyrchwyr BMS cerbydau trydan proffesiynol hefyd yn debygol o ddod yn rhan bwysig o'r cyflenwyr BMS a ddefnyddir mewn prosiectau storio ynni ar raddfa fawr.

Ar hyn o bryd, mae diffyg safonau unffurf ar gyfer BMS a ddarperir gan wahanol gyflenwyr systemau storio ynni.Mae gan wahanol wneuthurwyr ddyluniadau a diffiniadau gwahanol ar gyfer BMS, ac yn dibynnu ar y batris gwahanol y maent yn gydnaws â nhw, gall algorithm SOX, technoleg cydraddoli, a chynnwys data cyfathrebu a uwchlwythir amrywio hefyd.Wrth gymhwyso BMS yn ymarferol, bydd gwahaniaethau o'r fath yn cynyddu costau ymgeisio ac yn niweidiol i ddatblygiad diwydiannol.Felly, bydd safoni a modiwleiddio BMS hefyd yn gyfeiriad datblygu pwysig yn y dyfodol.