1) Wat is BMS?
De folsleine namme fan BMS is Battery Management System.It is in apparaat dat kontrolearret de status fan enerzjy opslach batterijen.It wurdt fral brûkt foar yntelligint behear en ûnderhâld fan yndividuele batterijsellen, it foarkommen fan overladen en oerladen fan batterijen, it ferlingjen fan batterijlibben, en it kontrolearjen fan batterijstatus.Algemien, BMS wurdt fertsjintwurdige as in circuit board of in hardware doaze.
De BMS is ien fan 'e kearnsubsystemen fan it batterij-enerzjy-opslachsysteem, ferantwurdlik foar it kontrolearjen fan de bestjoeringsstatus fan elke batterij yn' e batterij-enerzjy-opslach-ienheid en it garandearjen fan de feilige en betroubere wurking fan 'e enerzjy-opslach-ienheid.De BMS kin de statusparameters fan 'e enerzjyopslachbatterij yn realtime kontrolearje en sammelje (ynklusyf, mar net beheind ta iensellige spanning, batterijpoltemperatuer, batterijloopstroom, batterijpakketterminalspanning, isolaasjeresistinsje fan batterijsysteem, ensfh.), en útfiere needsaaklike analyze en berekkening op relevante status parameters te krijen mear systeem status evaluaasje parameters.It kin ek effektive kontrôle fan 'e enerzjyopslachbatterij sels berikke neffens spesifike beskermingskontrôlestrategyen om de feilige en betroubere wurking fan' e heule batterij-enerzjy-opslach-ienheid te garandearjen.Tagelyk kin de BMS ynteraksje mei oare eksterne apparaten (PCS, EMS, fjoerbeskermingssysteem, ensfh.) Troch in eigen kommunikaasje-ynterface en analoge / digitale ynfier-ynterface om in ferbiningskontrôle te foarmjen fan ferskate subsystemen yn 'e heule enerzjyopslachkrêft. stasjon, it garandearjen fan feilige, betroubere en effisjinte net-ferbûne wurking fan 'e krêftstasjon.
2) Arsjitektuer
Fanút it perspektyf fan topology-arsjitektuer is BMS ferdield yn twa kategoryen: sintralisearre en ferdield neffens ferskate projekteasken.
Sintraal BMS
Simpelwei, sintralisearre BMS brûkt ien BMS-hardware om alle sellen te sammeljen, wat geskikt is foar senario's mei in pear sellen.
Sintraal BMS hat de foardielen fan lege kosten, kompakte struktuer, en hege betrouberens, en wurdt faak brûkt yn senario's mei lege kapasiteit, lege totale druk, en lyts batterij systeem folume, lykas macht ark, robots (ôfhanneljen robots, assistinte robots), IOT tûke huzen (sweeprobots, elektryske stofsûgers), elektryske heftrucks, elektryske auto's mei lege snelheid (elektryske fytsen, elektryske motorfytsen, elektryske sightseeingauto's, elektryske patrolauto's, elektryske golfkarre, ensfh.), En ljochte hybride auto's.
De sintralisearre BMS-hardware kin wurde ferdield yn gebieten mei hege spanning en leechspanning.It heechspanningsgebiet is ferantwurdlik foar it sammeljen fan iensellige spanning, totale systeemspanning en it kontrolearjen fan isolaasjeferset.It leechspanningsgebiet omfettet stroomfoarsjenningskringen, CPU-sirkels, CAN-kommunikaasjekringen, kontrôlekringen, ensfh.
As it krêftbatterijsysteem fan passazjiersauto's trochgiet te ûntwikkeljen nei hege kapasiteit, hege totale druk en grut folume, wurde ferdielde BMS-arsjitektueren benammen brûkt yn plug-in hybride en suvere elektryske automodellen.
Ferdield BMS
Op it stuit binne d'r ferskate termen foar ferspraat BMS yn 'e yndustry, en ferskate bedriuwen hawwe ferskillende nammen.De macht batterij BMS hat meast in master-slave twa-tier arsjitektuer:
De enerzjy opslach BMS is meastal in trije-tier arsjitektuer fanwege de grutte grutte fan 'e batterij pack, mei in master kontrôle laach boppe de slaaf en wichtichste kontrôle lagen.
Krekt as batterijen foarmje batterijklusters, dy't op har beurt stapels foarmje, folget de trije-tier BMS ek deselde opkommende regel:
Fanút de kontrôle: batterijbehearienheid (BMU), dy't ynformaasje sammelt fan yndividuele batterijen.
Kontrolearje de spanning en temperatuer fan 'e batterij sel
Batterij equalization yn it pakket
Ynformaasje upload
termyske behear
Abnormale alarm
Master kontrôle: Battery cluster behear ienheid: BCU (batteri cluster unit, ek bekend as hege spanning behear unit HVU, BCMU, ensfh), ferantwurdlik foar it sammeljen fan BMU ynformaasje en sammelje batterij kluster ynformaasje.
Acquisition fan batterijkluster, totale spanningswinning, lekdeteksje
Power-off beskerming as de batterij status is abnormaal
Under it behear fan BMS kinne kapasiteitskalibraasje en SOC-kalibraasje apart wurde foltôge as basis foar folgjende oplaad- en ûntlaadbehear
De batterij array behear ienheid (BAU) is ferantwurdlik foar sintralisearre behear fan de batterijen yn de hiele enerzjy opslach batterij stack.It ferbynt mei ferskate ienheden foar behear fan batterijkluster en wikselet ynformaasje út mei oare apparaten om feedback te jaan oer de bestjoeringsstatus fan 'e batterijarray.
Behear fan opladen en ûntladen fan batterijarray
BMS systeem selskontrôle en fout diagnoaze alarm
Alarm foar diagnoaze fan batterijpakket
Feiligensbeskerming foar ferskate abnormaliteiten en flaters yn 'e batterijarray
Kommunisearje mei oare apparaten lykas PCS en EMS
Gegevens opslach, oerdracht en ferwurking
Batterij behear laach: ferantwurdlik foar it sammeljen fan ferskate ynformaasje (spanning, temperatuer) fan yndividuele batterijen, berekkenjen en analysearjen fan SOC en SOH fan batterijen, it realisearjen fan aktive equalization fan yndividuele batterijen, en it opladen fan abnormale ynformaasje fan yndividuele batterijen oan de batterij pack unit laach BCMU.Troch eksterne CAN kommunikaasje is it meiinoar ferbûn fia in daisy chain.
Laag foar batterijbehear: ferantwurdlik foar it sammeljen fan ferskate ynformaasje fan yndividuele batterijen uploaded troch de BMU, it sammeljen fan ferskate ynformaasje oer it batterijpakket (pakspanning, pakkettemperatuer), oplaad- en ûntlaadstromen fan batterijpakket, berekkenjen en analysearjen fan de SOC en SOH fan it batterijpakket , en it opladen fan alle ynformaasje nei de batterij kluster unit laach BAMS.Troch eksterne CAN kommunikaasje is it meiinoar ferbûn fia in daisy chain.
Batterij kluster behear laach: ferantwurdlik foar it sammeljen fan ferskate batterij ynformaasje uploaded troch BCMU en it opladen fan alle ynformaasje oan de enerzjy opslach monitoring EMS systeem fia RJ45 ynterface;kommunisearje mei PCS om relevante abnormale ynformaasje fan 'e batterij te stjoeren nei PCS (CAN of RS485 ynterface), en foarsjoen fan hardware droege knopen om te kommunisearjen mei PCS.Dêrneist docht it batterij systeem BSE (Battery State Estimate) evaluaasje, elektryske systeem status detection, contactor behear, termyske behear, operaasje behear, opladen behear, diagnostyske behear, en fiert ynterne en eksterne kommunikaasje netwurk behear.Kommunisearret mei ûndergeskikten fia CAN.
3) Wat docht BMS?
De funksjes fan BMS binne in protte, mar de kearn en wêr't wy it meast oer binne binne trije aspekten:
Ien is sensing (steatbehear), dat is de basisfunksje fan BMS.It mjit spanning, wjerstân, temperatuer, en fynt úteinlik de steat fan 'e batterij.Wy wolle witte wat de steat fan de batterij is, hoefolle enerzjy en kapasiteit it hat, hoe sûn it is, hoefolle macht it produsearret, en hoe feilich it is.Dit is sensing.
De twadde is behear (balânsbehear).Guon minsken sizze dat BMS de nanny fan 'e batterij is.Dan moat dizze nanny it beheare.Wat te behearjen?It is om de batterij sa goed mooglik te meitsjen.De meast basale is lykwichtbehear en thermyske behear.
De tredde is beskerming (feiligensbehear).De oppas hat ek in baan te dwaan.As de batterij wat status hat, moat it beskerme wurde en moat in alarm opheft wurde.
Fansels is d'r ek in komponint foar kommunikaasjebehear dy't gegevens binnen of bûten it systeem oerdraacht fia bepaalde protokollen.
BMS hat in protte oare funksjes, lykas operaasje kontrôle, isolaasje monitoring, termyske behear, ensfh, dy't net besprutsen hjir.
3.1 Perception - mjitting en skatting
De basisfunksje fan BMS is om batterijparameters te mjitten en te skatten, ynklusyf basisparameters lykas spanning, stroom, temperatuer en steat, lykas ek berekkeningen fan batterijstatusgegevens lykas SOC en SOH.Op it mêd fan machtbatterijen giet it ek om berekkeningen fan SOP (state of power) en SOE (state of energy), dy't hjir net besprutsen wurde.Wy sille rjochtsje op de earste twa mear wiid brûkte gegevens.
Selmjitting
1) Basisynformaasjemjitting: De meast basale funksje fan it batterijbehearsysteem is om de spanning, aktuele en temperatuer fan 'e yndividuele batterijsellen te mjitten, dy't de basis is foar alle berekkeningen op topnivo en kontrôlelogika yn it batterijbehearsysteem.
2) Testen fan isolaasjebestriding: Isolaasjetesten binne ferplicht foar it heule batterijsysteem en heechspanningssysteem binnen it batterijbehearsysteem.
3) Hege spanning interlock-deteksje (HVIL): brûkt om de yntegriteit fan it heule heechspanningssysteem te befêstigjen en feiligensmaatregels te begjinnen as de yntegriteit fan 'e heechspanningssysteemlus kompromitteare is.
SOC berekkening
SOC ferwiist nei de steat fan lading, dat is de oerbleaune kapasiteit fan 'e batterij.Simply set, it is hoefolle macht is oerbleaun yn 'e batterij.
SOC is de wichtichste parameter yn BMS, lykas al it oare is basearre op it.Dêrom binne de krektens en robústens (ek wol bekend as flaterkorreksjemooglikheden) ekstreem wichtich.Sûnder krekte SOC kin gjin hoemannichte beskermingsfunksje BMS goed meitsje, om't de batterij faak yn in beskerme steat sil wêze, wêrtroch it ûnmooglik is om it libben fan 'e batterij te ferlingjen.
Op it stuit omfetsje de mainstream SOC-skattingsmetoaden iepen-kringspanningsmetoade, aktuele yntegraasjemetoade, Kalman-filtermetoade en neurale netwurkmetoade.De earste twa metoaden wurde faak brûkt.De lêste twa metoaden befetsje avansearre kennis lykas yntegraasjemodellen en keunstmjittige yntelliginsje, dy't hjir net detaillearre wurde.
Yn praktyske tapassingen wurde meardere algoritmen faak brûkt yn kombinaasje, wêrby't ferskate algoritmen wurde oannommen ôfhinklik fan 'e oplaad- en ûntlaadstatus fan' e batterij.
iepen circuit voltage metoade
It prinsipe fan iepen-circuit voltage metoade is te brûken de relatyf fêste funksjonele relaasje tusken iepen-circuit voltage en SOC ûnder de betingst fan lange-termyn statyske pleatsing fan de batterij, en sa skatting SOC basearre op iepen-circuit voltage.De earder faak brûkte lead-acid batterij elektryske fyts brûkt dizze metoade om SOC te skatten.Open-circuit voltage metoade is ienfâldich en handich, mar d'r binne ek in protte neidielen:
1. De batterij moat foar in lange tiid stean litte, oars sil de iepen circuit spanning yn in koarte perioade dreech te stabilisearjen;
2. Der is in spanning plateau yn batterijen, benammen lithium izeren fosfaat batterijen, dêr't de terminal spanning en SOC kromme binne likernôch lineêr yn de SOC30% -80% berik;
3. De batterij is op ferskillende temperatueren of ferskillende libbensstadia, en hoewol de iepen circuitspanning is itselde, kin it eigentlike SOC-ferskil grut wêze;
Lykas werjûn yn 'e ûndersteande figuer, as wy dizze elektryske fyts brûke, as de hjoeddeistige SOC wurdt werjûn as 100%, falt de spanning by it fersnellen, en de krêft kin wurde werjûn as 80%.As wy ophâlde te fersnellen, nimt de spanning op, en de krêft springt werom nei 100%.Dat de krêftdisplay fan ús elektryske scooter is net krekt.As wy stopje, hat it macht, mar as wy opstarte, rint it út macht.Dit kin gjin probleem wêze mei de batterij, mar kin wêze trochdat it SoC-algoritme fan 'e BMS te ienfâldich is.
An-Shi yntegraal metoade
De Anshicontinuous yntegraasjemetoade berekkent de SOC-wearde direkt yn realtime fia de definysje fan SOC.
Sjoen de inisjele SOC-wearde, sa lang as de batterijstream kin wurde mjitten (wêr't de ûntlaadstroom posityf is), kin de feroaring yn batterijkapasiteit sekuer wurde berekkene troch aktuele yntegraasje, wat resulteart yn 'e oerbleaune SOC.
Dizze metoade hat relatyf betroubere skattingsresultaten yn in koarte perioade fan tiid, mar troch mjitflaters fan 'e aktuele sensor en stadichoan degradaasje fan' e batterijkapasiteit sil aktuele yntegraasje op lange termyn bepaalde ôfwikingen ynfiere.Dêrom, it wurdt algemien brûkt yn gearhing mei iepen-circuit voltage metoade foar in skatting de earste wearde foar SOC skatting mei lege krektens easken, en kin ek brûkt wurde yn gearhing mei Kalman filtering metoade foar koarte-termyn SOC foarsizzing.
SOC (State Of Charge) heart ta de kearn kontrôle algoritme fan BMS, fertsjintwurdiget de hjoeddeiske oerbleaune kapasiteit status.It wurdt benammen berikt troch de ampère-oere yntegraasje metoade en EKF (Extended Kalman Filter) algoritme, kombinearre mei korreksje strategyen (lykas iepen-circuit voltage korreksje, full-charge korreksje, opladen ein korreksje, kapasiteit korreksje ûnder ferskillende temperatueren en SOH, ensfh.).De yntegraasjemetoade fan ampère-oeren is relatyf betrouber ûnder de betingst fan it garandearjen fan aktuele oanwinst, mar it is net robúst.Troch de accumulation fan flaters moat it kombineare wurde mei korreksjestrategyen.De EKF-metoade is robúst, mar it algoritme is relatyf kompleks en lestich te ymplementearjen.Ynlânske mainstream fabrikanten kinne berikke in krektens fan minder as 6% by keamertemperatuer, mar skatting op hege en lege temperatueren en batterij attenuation is dreech.
SOC korreksje
Troch aktuele fluktuaasjes kin de rûsde SOC ûnkrekt wêze, en moatte ferskate korreksjestrategyen wurde opnommen yn it skattingsproses.
SOH berekkening
SOH ferwiist nei de steat fan sûnens, dy't de hjoeddeistige sûnensstatus fan 'e batterij oanjout (as de graad fan batterijdegradaasje).It wurdt typysk fertsjintwurdige as in wearde tusken 0 en 100%, mei wearden ûnder 80% algemien beskôge om oan te jaan dat de batterij net mear brûkber is.It kin wurde fertsjintwurdige troch feroaringen yn batterij kapasiteit of ynterne ferset.By it brûken fan kapasiteit wurdt de eigentlike kapasiteit fan 'e hjoeddeistige batterij rûsd op basis fan gegevens fan it wurkproses fan' e batterij, en de ferhâlding fan dit oan 'e nominearre kapasiteit is de SOH.In krekte SOH sil ferbetterje de skatting krektens fan oare modules as de batterij wurdt minder.
D'r binne twa ferskillende definysjes fan SOH yn 'e sektor:
SOH definysje basearre op kapasiteit fade
By it brûken fan lithium-ion-batterijen nimt it aktive materiaal yn 'e batterij stadichoan ôf, de ynterne wjerstân nimt ta, en de kapasiteit ferfalt.Dêrom kin SOH wurde rûsd troch de batterijkapasiteit.De sûnensstatus fan 'e batterij wurdt útdrukt as de ferhâlding fan' e hjoeddeistige kapasiteit oan 'e inisjele kapasiteit, en syn SOH wurdt definiearre as:
SOH=(C_standert-C_fade)/C_standert ×100%
Wêr: C_fade is de ferlerne kapasiteit fan 'e batterij;C_standard is de nominale kapasiteit.
IEEE standert 1188-1996 bepaalt dat as de kapasiteit fan 'e macht batterij sakket nei 80%, de batterij moat wurde ferfongen.Dêrom beskôgje wy normaal dat de batterij SOH net beskikber is as it ûnder 80% is.
SOH-definysje basearre op krêftdemping (Power Fade)
De fergrizing fan hast alle soarten batterijen sil liede ta in tanimming fan ynterne wjerstân fan 'e batterij.Hoe heger de ynterne wjerstân fan 'e batterij, hoe leger de beskikbere krêft.Dêrom kin de SOH wurde rûsd mei help fan krêftdemping.
3.2 Management - Balanced Technology
Elke batterij hat syn eigen "persoanlikheid"
Om oer lykwicht te praten, moatte wy begjinne mei batterijen.Sels batterijen produsearre yn deselde batch troch deselde fabrikant hawwe har eigen libbenssyklusen en "persoanlikheden" - de kapasiteit fan elke batterij kin net krekt itselde wêze.D'r binne twa redenen foar dizze ynkonsistinsje:
Ien is de ynkonsistinsje fan selproduksje
Ien is de ynkonsistinsje fan elektrogemyske reaksjes.
produksje inkonsistinsje
Ynkonsistinsjes yn produksje binne maklik te begripen.Bygelyks, tidens it produksjeproses kinne diafragma-ynkonsistinsjes en inkonsistinsjes fan kathode- en anodemateriaal resultearje yn inkonsistinsjes fan 'e batterijkapasiteit.In standert 50AH-batterij kin 49AH of 51AH wurde.
elektrochemyske ynkonsistinsje
De ynkonsistinsje fan elektrochemy is dat yn it proses fan batterij opladen en ûntladen, sels as de produksje en ferwurking fan 'e twa sellen identyk binne, kin de termyske omjouwing nea konsekwint wêze yn it proses fan elektrogemyske reaksje.Bygelyks, by it meitsjen fan batterijmodules moat de temperatuer fan 'e omlizzende ring leger wêze as dy fan' e midden.Dit resultearret yn lange-termyn inkonsistinsje tusken opladen en lossen bedraggen, dy't op syn beurt liedt ta inkonsistente batterij sel kapasiteit;As de oplaad- en ûntlaadstreamen fan 'e SEI-film op' e batterijsel in lange tiid inkonsistint binne, sil de ferâldering fan 'e SEI-film ek ynkonsistint wêze.
* SEI film: "solid electrolyte ynterface" (solid electrolyte ynterface).Tidens de earste lading ûntlading proses fan floeibere lithium ion batterij, de elektrodes materiaal reagearret mei de electrolyte op de bêst-floeibere faze ynterface te foarmjen in passivation laach covering it oerflak fan de elektrodes materiaal.SEI-film is in elektroanyske isolator, mar in poerbêste dirigint fan lithium-ionen, dy't net allinich de elektrode beskermet, mar ek gjin ynfloed op batterijfunksje.De fergrizing fan SEI-film hat in wichtige ynfloed op batterij sûnens.
Dêrom is net-uniformiteit (as diskretens) fan batterijpakketten in ûnûntkombere manifestaasje fan batterijoperaasje.
Wêrom lykwicht is nedich
De batterijen binne oars, dus wêrom net besykje se itselde te meitsjen?Om't inkonsistinsje de prestaasjes fan it batterijpakket sil beynfloedzje.
It batterijpakket yn searje folget it koarte-barrel-effekt: yn it batterijpakketsysteem yn searje wurdt de kapasiteit fan it heule batterijpakketsysteem bepaald troch de lytste ienheid.
Stel dat wy in batterijpakket hawwe besteande út trije batterijen:
e witte dat overladen en overdischarging batterijen serieus skea kinne.Dêrom, as batterij B folslein opladen is by it opladen of as de SoC fan batterij B heul leech is by it ûntladen, is it needsaaklik om it opladen en ûntladen te stopjen om batterij B te beskermjen. As gefolch kin de krêft fan batterijen A en C net folslein wêze brûkt.Dit liedt ta:
De eigentlike brûkbere kapasiteit fan it batterijpakket is ôfnommen: Batterij A en C, dy't de beskikbere kapasiteit brûke koenen, kinne dat no net dwaan om batterij B te behertigjen. It is as twa minsken op trije poaten oaninoar ferbûn, mei de langere persoan net by steat om te nimmen grutte stappen.
Fermindere batterijlibben: In lytsere staplingte fereasket mear stappen en makket de skonken wurcher.Mei in fermindere kapasiteit nimt it oantal lading- en ûntladingssyklusen ta, wat resulteart yn gruttere batterijdegradaasje.Bygelyks, in inkele sel kin berikke 4000 syklusen by 100% DoD, mar yn werklike gebrûk kin net berikke 100% en it oantal syklussen sil grif net berikke 4000.
* DoD, Djipte fan ûntlading, stiet foar it persintaazje fan batterij-ûntladingskapasiteit oan 'e nominearre kapasiteit fan 'e batterij.
De inkonsistinsje fan batterijen liedt ta in fermindering fan 'e prestaasjes fan it batterijpakket.Wannear't de grutte fan 'e batterij module is grut, meardere snaren fan batterijen wurde ferbûn yn rige, en in grut inkele spanning ferskil sil feroarsaakje de kapasiteit fan de hiele doaze te ferminderjen.Hoe mear batterijen yn searje ferbûn binne, hoe mear kapasiteit se ferlieze.Yn ús applikaasjes, foaral yn applikaasjes foar enerzjyopslachsysteem, binne d'r lykwols twa wichtige easken:
De earste is batterij mei lange libbensdoer, dy't de operaasje- en ûnderhâldskosten sterk kin ferminderje.It enerzjyopslachsysteem hat hege easken foar it libben fan it batterijpakket.De measte fan 'e ynlânske binne ûntwurpen foar 15 jier.As wy oannimme 300 cycles per jier, 15 jier is 4500 cycles, dat is noch altyd hiel heech.Wy moatte it libben fan elke batterij maksimalisearje, sadat it totale libben fan it heule batterijpakket it ûntwerplibben safolle mooglik berikke kin, en de ynfloed fan batterijfersprieding op it libben fan 'e batterijpakket ferminderje.
De twadde djippe syklus, foaral yn it tapassingsscenario fan pykskeerjen, it frijlitten fan noch ien kWh elektrisiteit sil noch ien punt fan ynkomsten bringe.Dat wol sizze, wy sille 80% DoD of 90% DoD dwaan.As de djippe syklus wurdt brûkt yn it enerzjyopslachsysteem, sil de fersprieding fan 'e batterij yn' e sturtûntslach manifestearre wurde.Dêrom, om de folsleine frijlitting fan 'e kapasiteit fan elke inkele sel te garandearjen ûnder de betingst fan djippe opladen en djippe ûntlading, is it needsaaklik om de enerzjyopslach BMS te fereaskje sterke lykwichtbehearmooglikheden en it foarkommen fan konsistinsje ûnder batterijsellen ûnderdrukke. .
Dizze twa easken binne krekt yn striid mei batterij-ynkonsistinsje.Om effisjinter batterijpakketapplikaasjes te berikken, moatte wy effektiver balânstechnology hawwe om de ynfloed fan batterij-ynkonsistinsje te ferminderjen.
lykwicht technology
Batterij-egalisaasjetechnology is in manier om batterijen mei ferskate kapasiteiten itselde te meitsjen.D'r binne twa mienskiplike lykwichtmetoaden: enerzjydissipaasje unidirectional equalization (passive equalization) en enerzjyoerdracht bidirectional equalization (aktive equalization).
(1) Passyf lykwicht
It passive lykwichtprinsipe is om in skeakelbere ûntladingswjerstân parallel te meitsjen op elke string fan batterijen.De BMS kontrolearret de ûntladingswjerstân om de sellen mei hegere spanning te ûntladen, en dissipearret de elektryske enerzjy as waarmte.Bygelyks, as batterij B hast folslein opladen is, wurdt de skeakel iepene om de wjerstân op batterij B te tastean om oerstallige elektryske enerzjy as waarmte te dissipearjen.Dan giet it opladen troch oant batterijen A en C ek folslein opladen binne.
Dizze metoade kin allinich heechspanningssellen ûntlade, en kin gjin sellen mei lege kapasiteit opnij laden.Troch de krêftbeheining fan 'e ûntladingsferset is de lykmakkerstroom oer it generaal lyts (minder dan 1A).
De foardielen fan passive equalization binne lege kosten en ienfâldige circuit design;de neidielen binne dat it is basearre op de leechste oerbleaune batterij kapasiteit foar equalization, dat kin net fergrutsje de kapasiteit fan batterijen mei lege oerbleaune kapasiteit, en dat 100% fan de lykmakke macht wurdt fergriemd yn 'e foarm fan waarmte.
(2) Aktive lykwicht
Troch algoritmen drage meardere snaren fan batterijen de enerzjy fan heechspanningssellen oer nei leechspanningssellen mei enerzjyopslachkomponinten, it ûntladen fan 'e batterijen mei hegere spanning en it brûken fan de frijlitten enerzjy om de sellen mei legere spanning op te laden.De enerzjy wurdt foaral oerdroegen as ferspraat.
Op dizze manier, tidens it opladen, wurdt batterij B, dy't earst 100% spanning berikt, ûntlaat nei A en C, en de trije batterijen wurde tegearre folslein opladen.By ûntlading, as de oerbleaune lading fan batterij B te leech is, "laden" A en C B, sadat sel B de SOC-drompel net berikt foar it stopjen fan ûntlading sa fluch.
Main skaaimerken fan aktive balancing technology
(1) Balansearje de hege en lege spanning om de effisjinsje fan it batterijpakket te ferbetterjen: By it opladen en ûntladen en yn rêst kinne de heechspanningsbatterijen ûntslein wurde en de leechspanningsbatterijen kinne wurde opladen;
(2) Low-loss enerzjy oerdracht: enerzjy wurdt benammen oerdroegen ynstee gewoan ferlern, ferbetterjen fan de effisjinsje fan macht benutten;
(3) Grutte lykwichtstrom: Algemien is de lykwichtstrom tusken 1 en 10A, en it lykwicht is flugger;
Aktive equalization fereasket de konfiguraasje fan oerienkommende circuits en enerzjy opslach apparaten, dat liedt ta grutte folume en ferhege kosten.Dizze twa betingsten mei-inoar bepale dat aktive lykmakker net maklik befoardere en tapast wurde kin.
Derneist fergruttet it aktive lykweardigens opladen en ûntladen proses ymplisyt de sykluslibben fan 'e batterij.Foar sellen dy't opladen en ûntlaad nedich binne om lykwicht te berikken, kin de ekstra wurkdruk feroarsaakje dat se de ferâldering fan gewoane sellen oertreffe, wat resulteart yn in gruttere prestaasjekloof mei oare sellen.
Guon saakkundigen leauwe dat de twa útdrukkingen hjirboppe moatte oerienkomme mei dissipative lykwicht en net-dissipative lykwicht.Oft it aktyf of passyf is, moat ôfhingje fan it barren dat it lykwichtsproses trigger.As it systeem in steat berikt wêr't it passyf wêze moat, is it passyf.As it troch minsken ynsteld is, wurdt it ynstellen fan it lykwichtsprogramma as it net nedich is om lykwicht te wêzen aktyf lykwicht neamd.
Bygelyks, as de ûntlading oan 'e ein is, hat de sel mei de leechste spanning de spanning foar ûntslach berikt, wylst oare sellen noch macht hawwe.Op dit stuit, om safolle mooglik elektrisiteit te ûntlêsten, draacht it systeem de elektrisiteit fan hege-enerzjy-sellen oer nei leech-enerzjy-sellen, wêrtroch it ûntladingsproses trochgean kin oant alle krêft is ûntslein.Dit is in passive equalization proses.As it systeem foarseit dat d'r in ûnbalâns sil wêze oan 'e ein fan' e ûntslach as der noch 40% fan 'e macht oer is, sil it in aktyf lykwichtproses begjinne.
Aktive lykwicht is ferdield yn sintralisearre en desintralisearre metoaden.De sintralisearre lykwichtsmetoade krijt enerzjy út it hiele batterijpakket, en brûkt dan in enerzjykonverzje-apparaat om enerzjy oan 'e batterijen oan te foljen mei minder enerzjy.Desintralisearre lykwicht omfettet in ferbining fan enerzjy opslach tusken neistlizzende batterijen, dy't in induktor of in kondensator wêze kin, wêrtroch enerzjy kin streame tusken neistlizzende batterijen.
Yn 'e hjoeddeistige strategy foar balânskontrôle binne d'r dyjingen dy't de selspanning nimme as de kontrôledoelparameter, en d'r binne ek dyjingen dy't foarstelle om SOC te brûken as de doelparameter foar balânskontrôle.Nim de selspanning as foarbyld.
Stel earst in pear drompelwearden yn foar it inisjearjen en beëinigjen fan lykweardigens: bygelyks yn in set fan batterijen, as it ferskil tusken de ekstreme spanning fan in inkele sel en de gemiddelde spanning fan 'e set 50mV berikt, wurdt lykmaking inisjearre, en wannear it berikt 5mV, equalization wurdt einige.
De BMS sammelet de spanning fan elke sel neffens in fêste oanwinstsyklus, berekkent de gemiddelde wearde, en berekkenet dan it ferskil tusken elke selspanning en de gemiddelde wearde;
As it maksimale ferskil 50mV berikt, moat de BMS it lykmakkerproses begjinne;
Trochgean stap 2 tidens it lykmakker proses oant de ferskil wearden binne allegear minder as 5mV, en dan einigje de lykmakker.
Dêrby moat opmurken wurde dat net alle BMS fereaskje dizze stap, en pafolgende strategyen kinne fariearje ôfhinklik fan it lykwicht metoade.
De balânstechnology is ek besibbe oan it type batterij.It wurdt algemien leaud dat LFP mear geskikt is foar aktive lykwicht, wylst ternêre batterijen geskikt binne foar passive lykwicht.
It poadium fan yntinse konkurrinsje yn BMS wurdt meast stipe troch kosten en betrouberens.Op it stuit is de eksperimintele ferifikaasje fan aktive balânsjen noch net berikt.It nivo fan funksjonele feiligens wurdt ferwachte om te bewegen nei ASIL-C en ASIL-D, mar de kosten binne frij heech.Dêrom binne de hjoeddeistige grutte bedriuwen foarsichtich oer aktyf balânsûndersyk.Guon grutte fabriken wolle sels de balânsmodule annulearje en alle balânsjen ekstern útfiere, fergelykber mei it ûnderhâld fan brânstofauto's.Elke kear as it auto in bepaalde ôfstân reizget, sil it nei de 4S-winkel gean foar eksterne balâns.Dit sil de kosten fan 'e folsleine BMS fan' e auto ferminderje en ek profitearje fan 'e oerienkommende 4S-winkel.It is in win-win-situaasje foar alle partijen.Dêrom begryp ik persoanlik dat dit in trend kin wurde!
3.3 Beskerming - diagnoaze fan fouten en alarm
De BMS-monitoring is oerienkomme mei de hardware fan it elektryske systeem, en it is ferdield yn ferskate flatersnivo's (lytse mislearring, serieuze mislearring, fatale mislearring) neffens de ferskillende prestaasjesbetingsten fan 'e batterij.Ferskillende ôfhannelingsmaatregels wurde nommen yn ferskillende flaternivo's: warskôging, krêftbeheining of direkte heechspanningsûnderbrekking.Mislearrings omfetsje gegevensferwerving en rationaliteitsmislukkingen, elektryske flaters (sensors en aktuators), kommunikaasjefouten, en batterijstatusfalen.
In mienskiplik foarbyld is as in batterij oververhitt, de BMS bepaalt dat de batterij oerferhit is basearre op 'e sammele batterijtemperatuer, kontroleart dan it sirkwy fan dizze batterij om los te meitsjen, fiert oververhittingsbeskerming en stjoert in warskôging nei behearsystemen lykas EMS.
3.4 Kommunikaasje
De normale wurking fan BMS kin net skieden wurde fan syn kommunikaasjefunksje.Oft it de batterij kontrolearjen tidens batterijbehear, it ferstjoeren fan batterijstatus nei de bûtenwrâld, of it ûntfangen fan kontrôleynstruksjes, stabile kommunikaasje is fereaske.
Yn it macht batterij systeem, ien ein fan 'e BMS is ferbûn mei de batterij, en it oare ein is ferbûn mei de kontrôle en elektroanyske systemen fan it hiele auto.De totale omjouwing brûkt CAN-protokol, mar d'r is in ûnderskied tusken it brûken fan ynterne CAN tusken ynterne komponinten fan it batterijpakket en it brûken fan CAN fan 'e auto tusken it batterijpakket en it heule auto.
Yn tsjinstelling, enerzjy opslach BMS en ynterne kommunikaasje yn prinsipe brûke CAN protokol, mar syn eksterne kommunikaasje (eksterne benammen ferwiist nei de enerzjy opslach macht stasjon dispatching systeem PCS) faak brûkt ynternet protokol formaten TCP / IP protokol en modbus protokol.
4) Enerzjy opslach BMS
Enerzjy opslach BMS-fabrikanten evoluearre oer it generaal út macht batterij BMS, safolle ûntwerpen en termen hawwe histoaryske oarsprong
Bygelyks, de macht batterij wurdt algemien ferdield yn BMU (Battery Monitor Unit) en BCU (Battery Control Unit), mei de eardere sammelje gegevens en de lêste kontrolearret it.
Om't de batterijsel in elektrogemysk proses is, foarmje meardere batterijsellen in batterij.Fanwegen de skaaimerken fan elke batterijsel, nettsjinsteande hoe krekt it produksjeproses is, sille d'r yn 'e rin fan' e tiid flaters en inkonsistinsjes wêze yn elke batterijsel en ôfhinklik fan 'e omjouwing.Dêrom is it batterijbehearsysteem om de hjoeddeistige steat fan 'e batterij te evaluearjen fia beheinde parameters, wat in bytsje is as in tradisjonele Sineeske medisyndokter dy't in pasjint diagnostearret troch symptomen te observearjen ynstee fan westerske medisinen dy't fysike en gemyske analyze nedich binne.De fysike en gemyske analyze fan it minsklik lichem is fergelykber mei de elektrogemyske skaaimerken fan 'e batterij, dy't kinne wurde mjitten troch grutskalige eksperimintele ynstruminten.It is lykwols lestich foar ynbêde systemen om guon yndikatoaren fan elektrochemy te evaluearjen.Dêrom is BMS as in âlde Sineeske medisinendokter.
4.1 Trije-laach arsjitektuer fan enerzjy opslach BMS
Troch it grutte oantal batterijsellen yn enerzjyopslachsystemen, om kosten te besparjen, wurdt BMS algemien yn lagen ymplementearre, mei twa of trije lagen.Op it stuit is de mainstream trije lagen: masterkontrôle / masterkontrôle / slavekontrôle.
4.2 Detaillearre beskriuwing fan enerzjy opslach BMS
5) Aktuele situaasje en takomstige trend
D'r binne ferskate soarten fabrikanten dy't BMS produsearje:
De earste kategory is de ein-brûker mei de meast dominante macht yn 'e macht batterij BMS - auto fabriken.Yn feite, de sterkste BMS manufacturing sterkte bûtenlân is ek de auto fabriken, lykas General Motors, Tesla, ensfh Thús binne d'r BYD, Huating Power, ensfh.
De twadde kategory is batterij fabriken, ynklusyf sel fabrikanten en pack fabrikanten, lykas Samsung, Ningde Times, Xinwangda, Desay Battery, Topband Co., Ltd., Beijing Purrad, etc .;
It tredde type BMS-fabrikanten binne dy mei in protte jierren ûnderfining yn machtelektronika technology, en hawwe R & D teams mei universitêre of besibbe ûndernimming eftergrûnen, lykas Eternal Electronics, Hangzhou Gaote Electronics, Xie Neng Technology, en Kegong Electronics.
Oars as de BMS fan macht batterijen, dat wurdt benammen dominearre troch terminal auto fabrikanten, it liket derop dat de ein brûkers fan enerzjy opslach batterijen hawwe gjin need of spesifike aksjes om mei te dwaan oan it ûndersyk en ûntwikkeling en fabrikaazje fan BMS.It is ek net wierskynlik dat se in protte jild en enerzjy sille besteegje oan it ûntwikkeljen fan grutskalige batterijbehearsystemen.Dêrom kin it wurde beskôge dat de enerzjy opslach batterij BMS yndustry mist in wichtige spiler mei absolute foardielen, it litten fan in enoarme romte foar ûntwikkeling en ferbylding foar batterij fabrikanten en leveransiers dy't rjochtsje op enerzjy opslach BMS.As de merk foar enerzjyopslach fêstige is, sil it batterijfabrikanten en profesjonele BMS-fabrikanten in soad romte jaan foar ûntwikkeling en minder konkurrearjende ferset.
Op it stuit binne d'r relatyf in pear profesjonele BMS-fabrikanten rjochte op 'e ûntwikkeling fan enerzjyopslach BMS, benammen troch it feit dat de merk foar enerzjyopslach noch yn' e berneskuon is en d'r noch in protte twifels binne oer de takomstige ûntwikkeling fan enerzjyopslach yn 'e merk.Dêrom hawwe de measte fabrikanten gjin BMS ûntwikkele yn ferbân mei enerzjy opslach.Yn 'e eigentlike saaklike omjouwing binne d'r ek fabrikanten dy't elektryske autobatterijen BMS keapje foar gebrûk as BMS foar enerzjyopslachbatterijen.It wurdt leaud dat yn 'e takomst, profesjonele BMS-fabrikanten fan elektryske auto's ek wierskynlik in wichtich part sille wurde fan' e BMS-leveransiers dy't brûkt wurde yn grutskalige enerzjyopslachprojekten.
Op dit stadium is d'r in gebrek oan unifoarme noarmen foar BMS levere troch ferskate leveransiers fan enerzjyopslachsysteem.Ferskillende fabrikanten hawwe ferskillende ûntwerpen en definysjes foar BMS, en ôfhinklik fan 'e ferskate batterijen wêrmei se kompatibel binne, kin it SOX-algoritme, lykmakkertechnology en uploaded kommunikaasjegegevens ek ferskille.Yn 'e praktyske tapassing fan BMS sille sokke ferskillen tapassingskosten ferheegje en skealik wêze foar yndustriële ûntwikkeling.Dêrom sil de standerdisearring en modularisaasje fan BMS ek in wichtige ûntwikkelingsrjochting wêze yn 'e takomst.
Post tiid: Jan-15-2024