Zanîn û Fonksiyona Pergala Rêvebiriya Pîlê BMS, Destpêkek

Navê tevahî BMS Pergala Rêvebiriya Battery e.Ew amûrek e ku rewşa bataryayên hilanîna enerjiyê dişopîne.Ew bi giranî ji bo birêvebirina aqilmend û domandina hucreyên pîlê yên takekesî, pêşîlêgirtina zêde barkirin û dakêşana bataryayê, dirêjkirina jiyana bateriyê, û şopandina rewşa bateriyê tê bikar anîn.Bi gelemperî, BMS wekî panelek dorpêk an qutiyek hardware tê destnîşan kirin.

 

BMS yek ji binpergalên bingehîn ên pergala hilanîna enerjiyê ya pîlê ye, berpirsiyar e ku çavdêriya rewşa xebitandinê ya her pîlê di yekîneya hilanîna enerjiyê ya pîlê de bike û xebata ewledar û pêbawer a yekîneya hilanîna enerjiyê misoger bike.BMS dikare pîvanên statûya battera hilanîna enerjiyê di demek rast de bişopîne û berhev bike (di nav de lê ne sînorkirî voltaja yek hucreyê, germahiya pola batterê, heyama lûleya batterê, voltaja termînalê ya pakêta batterê, berxwedana însulasyona pergala bateriyê, hwd.), û analîz û hesabên pêwîst li ser parametreyên statûya têkildar pêk bînin da ku bêtir pîvanên nirxandina rewşa pergalê bistînin.Di heman demê de ew dikare li gorî stratejiyên kontrolkirina parastinê yên taybetî bigihîje kontrolek bi bandor a pîlê hilanîna enerjiyê bixwe jî da ku xebata ewledar û pêbawer a tevahiya yekîneya hilanîna enerjiya batterê misoger bike.Di heman demê de, BMS dikare bi cîhazên din ên derveyî (PCS, EMS, pergala parastina agir, hwd.) re bi navgîniya pêwendiya xweya ragihandinê û pêwendiya têketina analog / dîjîtal re têkilî daynin da ku di tevahiya hêza hilanîna enerjiyê de kontrolek girêdanê ya bine pergalên cihêreng pêk bînin. qereqolê, xebata ewledar, pêbawer, û bikêrhatî ya bi torê ve girêdayî ya santrala elektrîkê misoger dike.

2) Mîmarî

Ji perspektîfa mîmariya topolojiyê, BMS li du kategoriyan tê dabeş kirin: navendî û li gorî hewcedariyên projeyên cihêreng têne belav kirin.

 

BMS navendî

Bi hêsanî, BMS-ya navendî yek amûrek BMS-ê bikar tîne da ku hemî hucreyan berhev bike, ku ji bo senaryoyên bi hindik hucreyan re maqûl e.

BMS-ya navendî xwedî avantajên lêçûnek kêm, strukturek tevlihev, û pêbaweriya bilind e, û bi gelemperî di senaryoyên bi kapasîteya kêm, zexta giştî ya kêm, û qebareya pergala batterê ya piçûk de, wekî amûrên hêzê, robotan (robotên destwerdanê, robotên alîkar) tê bikar anîn. Malên jîr ên IOT (robotên şuştinê, valahiya elektrîkê), forkliftên elektrîkê, wesayîtên kêm-leza elektrîkê (bisîkletên elektrîkî, motorsîkletên elektrîkî, gerîdeyên elektrîkî, gerîdeyên elektrîkî, gerîdeyên golfê yên elektrîkî, hwd.), û wesayîtên hîbrîd ên sivik.

Hêza navendî ya BMS dikare li deverên voltaja bilind û voltaja nizm were dabeş kirin.Qada voltaja bilind ji berhevkirina voltaja yek hucreyê, voltaja tevahî ya pergalê, û şopandina berxwedana însulasyonê berpirsiyar e.Qada voltaja nizm çerxên dabînkirina hêzê, çerxên CPU, çerxên ragihandinê CAN, çerxên kontrolê, û hwd.

Ji ber ku pergala bateriya hêzê ya wesayîtên rêwiyan ber bi kapasîteya bilind, zexta giştî ya bilind û hêjmarek mezin ve pêşve diçe, mîmarên BMS-ê yên belavkirî bi giranî di modelên wesayîtên elektrîkî yên pêvek-hybrid û paqij de têne bikar anîn.

BMS belav kirin

Heya nuha, di pîşesaziyê de ji bo BMS-ya belavkirî cûrbecûr şert hene, û pargîdaniyên cûda navên cûda hene.Bateriya hêzê BMS bi piranî xwedan mîmariya du-astek master-xulam e:

 

BMS-a hilanîna enerjiyê bi gelemperî mîmariyek sê-pile ye ji ber mezinahiya pakêta batterê, bi qatek kontrolê ya sereke li jor qatên xulam û kontrolê yên sereke.

Mîna ku batar komên bataryayê çêdikin, ku di encamê de stûnan çêdikin, BMS-ya sê-ast jî heman qaîdeya jor dişopîne:

Ji kontrolê: Yekîneya rêveberiya pîlê (BMU), ku agahdariya ji bataryayên kesane berhev dike.

Binêre voltaj û germahiya hucreya pîlê

Di pakêtê de wekhevkirina pîlê

Barkirina agahdariyê

rêveberiya termal

Alarm anormal

Kontrola master: Yekîneya rêveberiya komê ya batterê: BCU (yekîneya komê ya batterê, ku wekî yekîneya rêveberiya voltaja bilind HVU, BCMU, hwd jî tê zanîn), berpirsiyar e ji berhevkirina agahdariya BMU û berhevkirina agahdariya koma batterê.

Bidestxistina niha ya koma bataryayê, wergirtina voltaja tevde, tespîtkirina lehiyê

Dema ku statûya batterê ne asayî be, parastina hêzê-off

Di bin rêveberiya BMS-ê de, kalibrasyona kapasîteyê û kalibrasyona SOC-ê dikare wekî bingehek ji bo birêvebirina barkirin û dakêşanê ji hev cuda were qedandin.

Yekîneya rêveberiya rêza batterê (BAU) berpirsiyar e ji rêveberiya navendîkirî ya bataryayên di tevahiya stoka battera hilanîna enerjiyê de.Ew bi yekîneyên rêveberiya koma batterê ya cihêreng ve girêdide û agahdarî bi cîhazên din re diguhezîne da ku li ser rewşa xebatê ya rêzika batterê bertek nîşan bide.

Rêvebiriya barkirin û dakêşanê ya array pîlê

Xwe-kontrolkirina pergala BMS û alarma tespîtkirina xeletiyê

Alarm teşhîskirina xeletiya pakêta pîlê

Parastina ewlehiyê ji bo anormalî û xeletiyên cihêreng ên di rêza batterê de

Bi cîhazên din ên wekî PCS û EMS re têkilî daynin

Depokirina daneyan, veguhestin û hilberandin

Pîvana rêveberiya bataryayê: berpirsiyar e ji berhevkirina agahdariya cihêreng (voltaj, germahî) yên bataryayên kesane, hesabkirin û analîzkirina SOC û SOH ya bataryayên, bidestxistina wekhevkirina çalak a bataryayên kesane, û barkirina agahdariya nenormal a bataryayên kesane li qata yekîneya pakêta batterê BCMU.Bi pêwendiya derve ya CAN re, ew bi zincîreyek daisy ve girêdayî ye.

Parçeya rêveberiya pîlê: berpirsiyar e ji berhevkirina agahdariya cihêreng ji bataryayên kesane yên ku ji hêla BMU ve hatine barkirin, berhevkirina agahdariya cihêreng di derbarê pakêta pîlê (voltaja pakê, germahiya pakê), barkirin û dakêşana pakêya bataryayê, hesabkirin û analîzkirina SOC û SOH ya pakêta pîlê , û hemî agahdarî li qata yekîneya koma bataryayê BAMS barkirin.Bi pêwendiya derve ya CAN re, ew bi zincîreyek daisy ve girêdayî ye.

Parçeya rêveberiya komê ya pîlê: berpirsiyar e ji berhevkirina agahdariya cihêreng a bataryayê ku ji hêla BCMU ve hatî barkirin û barkirina hemî agahdarî li pergala çavdêriya hilanîna enerjiyê ya EMS bi navbeynkariya RJ45;danûstendina bi PCS re ji bo şandina agahdariya anormal a têkildar a pîlê ji PCS re (navbera CAN an RS485), û bi girêkên hişk ên hardware ve tê saz kirin da ku bi PCS re danûstendinê bikin.Digel vê yekê, ew nirxandina pergala bataryayê BSE (Têxmîna Dewleta Battery), tespîtkirina rewşa pergala elektrîkê, rêveberiya têkiliyê, rêveberiya termal, rêveberiya xebitandinê, rêveberiya barkirinê, rêveberiya tespîtkirinê, û rêveberiya tora ragihandinê ya navxweyî û derveyî pêk tîne.Bi bindestan re bi rêya CAN re têkilî daynin.

3) BMS çi dike?

Fonksiyonên BMS-ê gelek in, lê bingehîn û ya ku em herî zêde jê re fikar in sê alî ne:

Yek hîskirin (rêveberiya dewletê), ku fonksiyona bingehîn a BMS-ê ye.Ew voltaj, berxwedan, germahî dipîve, û di dawiyê de rewşa pîlê hîs dike.Em dixwazin bizanin ka rewşa pîlê çi ye, çiqas enerjî û kapasîteya wê heye, çiqas saxlem e, çiqas hêz hildiberîne û çiqas ewle ye.Ev hîskirin e.

Ya duyemîn rêveberî (rêveberiya hevsengiyê) ye.Hin kes dibêjin ku BMS nanê pîlê ye.Wê hingê divê ev nanny wê îdare bike.Çi birêvebirin?Ew e ku meriv pîlê bi qasî ku gengaz çêbike.Ya herî bingehîn rêveberiya hevseng û rêveberiya termal e.

Ya sêyemîn parastin (rêveberiya ewlehiyê) ye.Karê danik jî heye.Ger pîlê xwedan rewşek be, pêdivî ye ku ew were parastin û pêdivî ye ku alarmek were rakirin.

Bê guman, di heman demê de pêkhateyek rêveberiya ragihandinê jî heye ku bi hin protokolan daneyan di hundur an derveyî pergalê de vediguhezîne.

BMS gelek fonksiyonên din hene, wek kontrolkirina operasyonê, çavdêriya însulasyonê, rêveberiya germî, hwd., ku li vir nayên nîqaş kirin.

 

3.1 Têgihiştin - Pîvan û Texmîn

Fonksiyona bingehîn a BMS pîvandin û texmînkirina parametreyên bateriyê ye, di nav de pîvanên bingehîn ên wekî voltaj, niha, germahî, û rewş, û her weha hesabên daneyên rewşa bateriyê yên wekî SOC û SOH.Qada bataryayên hêzê jî hesabên SOP (rewşa hêzê) û SOE (rewşa enerjiyê) vedihewîne, ku li vir nayê nîqaş kirin.Em ê li ser du daneyên pêşîn ên ku bi berfirehî têne bikar anîn bisekinin.

Pîvana hucreyê

1) Pîvandina agahdariya bingehîn: Fonksiyona herî bingehîn a pergala rêveberiya bateriyê pîvandina voltaj, niha û germahiya hucreyên pîlê yên takekesî ye, ku bingeha hemî hesabên asta jorîn û mentiqê kontrolê ye di pergala rêveberiya pîlê de.

2) Testkirina berxwedana însulasyonê: Testkirina însulasyonê ji bo tevahiya pergala batterê û pergala voltaja bilind di nav pergala rêveberiya pîlê de hewce ye.

3) Tespîtkirina navberê ya voltaja bilind (HVIL): ji bo piştrastkirina yekdestiya tevahiya pergala voltaja bilind û destpêkirina tedbîrên ewlehiyê dema ku yekparebûna lûleya pergala voltaja bilind têk diçe tê bikar anîn.

Hesabkirina SOC

SOC behsa Rewşa Barkirinê dike, ku kapasîteya mayî ya pîlê ye.Bi hêsanî, ew e ku çiqas hêz di pîlê de maye.

SOC di BMS-ê de pîvana herî girîng e, ji ber ku her tiştê din li ser bingeha wê ye.Ji ber vê yekê, rastbûn û zexmbûna wê (wekî kapasîteya rastkirina xeletiyê jî tê zanîn) pir girîng e.Bêyî SOC-ya rast, ti fonksiyonek parastinê nikare BMS bi rêkûpêk bixebite, ji ber ku pîlê dê pir caran di rewşek parastî de be, ku dirêjkirina jiyana pîlê ne gengaz dike.

Heya nuha, rêbazên nirxandina SOC-ê yên sereke di nav xwe de rêbaza voltaja dorhêla vekirî, rêbaza entegrasyona heyî, rêbaza Parzûna Kalman, û rêbaza tora neuralî hene.Du rêbazên yekem bi gelemperî têne bikar anîn.Du awayên paşîn zanyariyên pêşkeftî yên wekî modelên entegrasyonê û îstîxbarata sûnî, ku li vir bi hûrgulî ne têne vehewandin.

Di serîlêdanên pratîkî de, pir algorîtmayên pir caran bi hev re têne bikar anîn, digel ku algorîtmayên cihêreng li gorî rewşa barkirin û dakêşana pîlê têne pejirandin.

rêbaza voltaja dora vekirî

Prensîba rêbaza voltaja dorhêla vekirî ev e ku meriv têkiliyek fonksiyonel a bi rêkûpêk di navbera voltaja dorhêla vekirî û SOC-ê de di bin şerta danîna statîk a demdirêj a pîlê de bikar bîne, û bi vî rengî SOC-ê li ser bingeha voltaja dorhêla vekirî texmîn bike.Bisîklêta elektrîkê ya ku berê bi gelemperî tê bikar anîn vê rêbazê ji bo texmînkirina SOC bikar tîne.Rêbaza voltaja dorhêla vekirî sade û hêsan e, lê gelek dezawantaj jî hene:

1. Pêdivî ye ku pîlê ji bo demek dirêj ve bimîne, wekî din voltaja dorhêla vekirî dê dijwar be ku di demek kurt de aram bibe;

2. Di bataryayên de, nemaze bataryayên fosfat hesinê lîtiumê de deştek voltajê heye, ku voltaja termînalê û kurba SOC di nav rêza SOC30%-80% de bi qasî xêz e;

3. Pîl di germahiyên cûda an qonaxên jiyanê yên cihêreng de ye, û her çend voltaja dorhêla vekirî yek e, cûdahiya SOC ya rastîn dibe ku mezin be;

Wekî ku di jimareya jêrîn de tê xuyang kirin, dema ku em vê duçerxeya elektrîkê bikar tînin, heke SOC-ya heyî wekî 100% were xuyang kirin, dema ku bilez dibe voltaj dadikeve, û dibe ku hêz wekî 80% were xuyang kirin.Dema ku em lezê rawestînin, voltaj bilind dibe, û hêz vedigere %100.Ji ber vê yekê dîmendera hêza skotera meya elektrîkê ne rast e.Dema ku em radiwestin, hêza wê heye, lê dema ku em dest pê dikin, hêza wê diqede.Dibe ku ev ne pirsgirêkek bataryayê be, lê dibe ku ji ber ku algorîtmaya SoC ya BMS pir hêsan e.

An-Shi rêbaza entegre

Rêbaza entegrasyona Anshicontinuous rasterast bi danasîna SOC-ê nirxa SOC-ê di wextê rast de hesab dike.

Ji ber nirxa destpêkê ya SOC-ê, heya ku kaniya baterî dikare were pîvandin (li cihê ku heyama dakêşanê erênî ye), guheztina kapasîteya batterê bi rasthatinî dikare bi yekbûna heyî ve were hesibandin, û di encamê de SOC mayî dibe.

Vê rêbazê di demek kurt de encamên texmînkirina pêbawer heye, lê ji ber xeletiyên pîvandinê yên senzora heyî û kêmbûna gav bi gav kapasîteya batterê, entegrasyona niha ya dirêj-dirêj dê hin derengiyan destnîşan bike.Ji ber vê yekê, ew bi gelemperî bi rêbaza voltaja dorhêla vekirî re tê bikar anîn da ku nirxa destpêkê ji bo texmîna SOC-ê bi hewcedariyên rastbûna kêm texmîn bike, û di heman demê de dikare bi rêbaza fîlterkirina Kalman re ji bo pêşbîniya SOC-ya-kurt-kurt jî were bikar anîn.

SOC (State Of Charge) girêdayî algorîtmaya kontrolê ya bingehîn a BMS ye, ku rewşa kapasîteya mayî ya heyî temsîl dike.Ew bi piranî bi riya rêbaza entegrasyona amper-saetê û algorîtmaya EKF (Parzûna Kalman a Berfireh) ve, bi stratejiyên rastkirinê re (wek rastkirina voltaja dorhêla vekirî, sererastkirina barkirina tevahî, rastkirina dawiya barkirinê, rastkirina kapasîteyê di bin germahiyên cihêreng û SOH de) tê bidestxistin, hwd.).Rêbaza entegrasyona amper-saetê di bin şerta ku rastbûna wergirtina heyî de pêbawer e, lê ew ne xurt e.Ji ber kombûna xeletiyan, divê ew bi stratejiyên rastkirinê re were hev kirin.Rêbaza EKF zexm e lê algorîtma bi rêkûpêk tevlihev û dijwar e.Hilberînerên sereke yên navmalî dikarin di germahiya odeyê de ji% 6-ê rastiyek bi dest bixin, lê texmînkirina di germahiyên bilind û nizm û kêmbûna batterê de dijwar e.

Serrastkirina SOC

Ji ber guheztinên heyî, dibe ku SOC-ya texmînkirî nerast be, û pêdivî ye ku stratejiyên cûrbecûr rastkirinê di prosesa texmînkirinê de werin vehewandin.

 

Hesabkirina SOH

SOH behsa Rewşa Tenduristiyê dike, ku rewşa tenduristiya heyî ya pîlê (an asta hilweşîna batterê) destnîşan dike.Ew bi gelemperî wekî nirxek di navbera 0 û 100% de tête destnîşan kirin, digel nirxên jêrîn 80% bi gelemperî tête hesibandin ku destnîşan dike ku pîlê êdî nayê bikar anîn.Ew dikare bi guhertinên di kapasîteya pîlê an berxwedana navxweyî de were temsîl kirin.Dema ku kapasîteyê bikar tînin, kapasîteya rastîn a pîlê heyî li gorî daneyên ji pêvajoya xebitandina pîlê tê texmîn kirin, û rêjeya vê ji kapasîteya binavkirî SOH e.SOHek rastîn dê rastbûna texmînkirina modulên din dema ku pîlê xirab dibe baştir bike.

Di pîşesaziyê de du pênaseyên cûda yên SOH hene:

pênase SOH li ser bingeha kapasîteya fade

Di dema karanîna bataryayên lîtium-ionê de, materyalê çalak di hundurê pîlê de hêdî hêdî kêm dibe, berxwedana hundurîn zêde dibe, û kapasîteya wê kêm dibe.Ji ber vê yekê, SOH dikare ji hêla kapasîteya pîlê ve were texmîn kirin.Rewşa tenduristiyê ya pîlê wekî rêjeya kapasîteya heyî ya bi kapasîteya destpêkê ve tête diyar kirin, û SOH-a wê wiha tête diyar kirin:

SOH=(C_standard-C_fade)/C_standard ×100%

Li ku derê: C_fade kapasîteya winda ya pîlê ye;C_standard kapasîteya binavkirî ye.

Standarda IEEE 1188-1996 destnîşan dike ku dema kapasîteya pîlê hêzê dakeve 80%, divê pîlê were guheztin.Ji ber vê yekê, em bi gelemperî difikirin ku battera SOH dema ku ew di binê 80% de be peyda nabe.

Danasîna SOH li ser bingeha kêmbûna hêzê (Power Fade)

Pîrbûna hema hema hemî cûreyên bataryayê dê bibe sedema zêdebûna berxwedana navxweyî ya pîlê.Berxwedana navxweyî ya pîlê çiqas bilind be, hêza berdest jî kêm dibe.Ji ber vê yekê, SOH dikare bi karanîna kêmbûna hêzê were texmîn kirin.

3.2 Rêvebir - Teknolojiya Hevseng

Her pîlê "kesayetiya" xwe heye

Ji bo ku em li ser hevsengiyê biaxivin, divê em bi bataryayê dest pê bikin.Tewra bataryayên ku di heman beşê de ji hêla heman hilberîner ve têne hilberandin jî çerxên jiyanê û "kesayetiyên" xwe hene - kapasîteya her pîlê nikare tam yek be.Du sedemên vê nerazîbûnê hene:

Yek jê neliheviya hilberîna şaneyê ye

Yek jê neliheviya reaksiyonên elektrokîmyayî ye.

nerazîbûna hilberînê

Nakokiyên hilberînê hêsan têne fêm kirin.Mînakî, di dema pêvajoya hilberînê de, nakokiyên diafragmê û nakokîyên materyalê katod û anode dikare bibe sedema nakokiyên kapasîteya batterê ya giştî.Bateriyek standard 50AH dibe ku bibe 49AH an 51AH.

nerazîbûna elektrokîmyayî

Nakokiya elektrokîmyayê ev e ku di pêvajoya barkirin û dakêşana bataryayê de, her çend hilberandin û hilberandina her du hucreyan wekî hev bin jî, hawîrdora termal çu carî nikare di pêvajoya reaksiyona elektrokîmyayî de hevgirtî be.Mînakî, dema çêkirina modulên bateriyê, germahiya zengila derdorê divê ji ya navîn kêmtir be.Ev dibe sedema nakokîbûna demdirêj di navbera mîqdarên barkirin û dakêşanê de, ku di encamê de dibe sedema nelihevkirina kapasîteya hucreya pîlê;Dema ku barkirin û dakêşana fîlima SEI-ê ya li ser hucreya batterê ji bo demek dirêj ve nakokî bin, pîrbûna fîlima SEI-ê jî dê nakok be.

*Fîlma SEI: "navbera elektrolîtê ya hişk" (navbera elektrolîta hişk).Di dema pêvajoya dakêşana yekem a battera lîtium ion avî de, materyalê elektrodê bi elektrolîtê re li ser navbeynkariya qonaxa hişk-avî re reaksiyon dike da ku qatek pasîfasyonê ya ku rûyê materyalê elektrodê vedigire pêk tîne.Fîlma SEI însulatorek elektronîkî ye lê rêvebirek hêja ya îyonên lîtiumê ye, ku ne tenê elektrodê diparêze lê di heman demê de bandorê li fonksiyona batterê jî nake.Pîrbûna fîlima SEI bandorek girîng li ser tenduristiya bateriyê dike.

Ji ber vê yekê, neyekhevî (an veqetandî) pakêtên pîlê diyardeyek neçarî ya xebata bateriyê ye.

Çima hevseng pêwîst e

Pîl cuda ne, ji ber vê yekê çima hewl nadin ku wan heman bikin?Ji ber ku nakokî dê bandorê li performansa pakêta pîlê bike.

Pakêta pîlê di rêzê de bandorek bermîla kurt dişopîne: di pergala pakêta pîlê ya bi rêzê de, kapasîteya tevahî pergala pakê ya pîlê ji hêla yekîneya herî piçûk ve tê destnîşankirin.

Bifikirin ku pakêtek me ya ku ji sê pîlê pêk tê heye:

Dizanin ku zêde barkirin û daxistina zêde dikare zirarê bide bataryayên giran.Ji ber vê yekê, dema ku batarya B di dema şarjê de bi tevahî tê dagirtin an jî dema ku SoC ya pîlê B di dema dakêşanê de pir kêm be, pêdivî ye ku ji bo parastina pîlê B şarjkirin û dakêşandin raweste. Ji ber vê yekê, hêza bataryayên A û C bi tevahî nabe. bikaranîn.

Ev dibe sedema:

Kapasîteya bikêr a pakêta pîlê kêm bûye: Pîl A û C, yên ku dikaribûn kapasîteya berdest bikar bînin, naha nikarin wiya bikin da ku Pîlê B bi cih bikin. Mîna du kesan e ku li ser sê lingên hev girêdayî ne. kesê dirêjtir nikare gavên mezin bavêje.

Jiyana bataryayê kêm bûye: Dirêjahiya gavê piçûktir gavên zêdetir hewce dike û lingan bêtir westiyayî dike.Bi kapasîteya kêmbûyî re, hejmara çerxên barkirin û dakêşanê zêde dibe, û di encamê de xirabûna batterê mezintir dibe.Mînakî, hucreyek yekane dikare di 100% DoD de 4000 dewran bi dest bixe, lê di karanîna rastîn de ew nikare bigihîje% 100 û hejmara çerxên bê guman dê negihîje 4000.

* DoD, Kûrahiya dakêşanê, ji sedî kapasîteya dakêşana pîlê li gorî kapasîteya binavkirî ya pîlê nîşan dide.

Nakokiya bataryayê dibe sedema kêmbûna performansa pakêta pîlê.Gava ku mezinahiya modula pîlê mezin e, çend rêzikên bataryayê bi rêzê ve têne girêdan, û cûdahiyek mezin a yek voltaja dê bibe sedema kêmbûna kapasîteya tevahî qutiyê.Zêdetir bataryayên bi rêzê ve girêdayî ne, kapasîteya wan bêtir winda dibe.Lêbelê, di serîlêdanên me de, nemaze di serîlêdanên pergala hilanîna enerjiyê de, du daxwazên girîng hene:

Ya yekem pîlê dirêj-jiyanê ye, ku dikare pir lêçûnên xebitandinê û lênêrînê kêm bike.Pergala hilanîna enerjiyê ji bo jiyana pakêta pîlê hewcedariyên bilind hene.Piraniya yên navxweyî ji bo 15 salan têne çêkirin.Ger em salekê 300 çerxên xwe bihesibînin, 15 sal dibe 4500 çerx, ku hîn pir zêde ye.Pêdivî ye ku em jiyana her pîlê herî zêde bikin da ku jiyana tevahî ya pakêta batterê bi qasî ku gengaz bigihîje jiyana sêwiranê, û bandora belavbûna baterî li ser jiyana pakêtê kêm bike.

Qonaxa kûr a duyemîn, nemaze di senaryoya serîlêdanê ya lûtkeyê de, berdana yek kWh elektrîkê ya din dê yek xalek dahatiyê bîne.Yanî em ê 80% DoD an jî 90% DoD bikin.Dema ku çerxa kûr di pergala hilanînê ya enerjiyê de tê bikar anîn, belavbûna pîlê di dema daxistina dûvikê de dê diyar bibe.Ji ber vê yekê, ji bo ku di bin şertê barkirina kûr û dakêşana kûr de serbestberdana tam ya kapasîteya her hucreyek yekane were misoger kirin, pêdivî ye ku ji depoya enerjiyê BMS hewce bike ku xwedî kapasîteyên rêveberiya hevsengiyê yên bihêz be û rûdana hevgirtinê di nav şaneyên pîlê de bitepisîne. .

Van her du hewcedariyên tam berevajî nerazîbûna bateriyê ne.Ji bo ku em bigihîjin serîlêdanên pakêta batterê ya bikêrtir, divê em xwedî teknolojiyek hevsengiya bi bandortir bin da ku bandora nerazîbûna baterî kêm bikin.

teknolojiya hevsengiyê

Teknolojiya hevsengkirina bataryayê rêyek e ku meriv bataryayên bi kapasîteyên cûda wekî hev çêbike.Du awayên wekhevkirina hevpar hene: Berhevkirina enerjiyê wekhevkirina yekalî (wekhevkirina pasîf) û veguheztina enerjiyê wekhevkirina dualî (wekhevkirina çalak).

(1) Balansa pasîf

Prensîba wekhevkirina pasîf ev e ku li ser her rêzika bataryayên berxwedêrek dakêşanê ya guhêrbar paralel bike.BMS berxwedana dakêşanê kontrol dike da ku şaneyên voltaja bilind derxe, enerjiya elektrîkê wekî germê belav dike.Mînakî, dema ku batarya B hema hema bi tevahî barkirî ye, guhêrbar tê vekirin da ku rê bide berxwedêra li ser pîlê B ku enerjiya elektrîkê ya zêde wekî germê belav bike.Dûv re şarjkirin berdewam dike heya ku bataryayên A û C jî bi tevahî werin barkirin.

Ev rêbaz tenê dikare hucreyên voltaja bilind derxîne, û nikare hucreyên kêm-kapasîteyê ji nû ve dakêşîne.Ji ber sînorkirina hêzê ya berxwedana dakêşanê, heyama wekhevkirinê bi gelemperî piçûk e (kêmtir ji 1A).

Feydeyên wekhevkirina pasîf lêçûnek kêm û sêwirana sêwirana sade ye;dezawantaj jî ev e ku ew li ser bingeha herî kêm kapasîteya bataryayê ya mayî ya ji bo wekhevkirinê ye, ku nikare kapasîteya bataryayên bi kapasîteya mayî ya kêm zêde bike, û 100% ji hêza wekhevkirî di forma germê de winda dibe.

(2) Balansa çalak

Bi riya algorîtmayan, çend rêzikên bataryayê enerjiya şaneyên voltaja bilind bi karanîna pêkhateyên hilanîna enerjiyê vediguhezînin şaneyên voltaja nizm, bataryayên voltaja bilind derdixin û enerjiya ku tê berdan ji bo barkirina şaneyên voltaja kêmtir bikar tînin.Enerjî bi giranî tê veguheztin ne ji ber belavbûnê.

Bi vî awayî, di dema barkirinê de, pîlê B, ku pêşî digihîje voltaja %100, berbi A û C-yê vediqete û her sê pîlê bi tevahî bi hev re têne barkirin.Di dema dakêşanê de, dema ku barkirina mayî ya pîlê B pir kêm be, A û C B "bar dikin", da ku hucreya B negihîje sînorê SOC-ê ya ji bo rawestandina dakêşanê zû.

Taybetmendiyên sereke yên teknolojiya hevsengiya çalak

(1) Balansa voltaja bilind û nizm bikin da ku karbidestiya pakêta pîlê baştir bikin: Di dema barkirin û daxistinê de û di bêhnvedanê de, bataryayên voltaja bilind dikarin werin daxistin û bataryayên voltaja nizm dikarin werin barkirin;

(2) Veguheztina enerjiyê ya kêm-winda: enerjî bi giranî tê veguheztin ne ku tenê winda bibe, ku karbidestiya karanîna hêzê baştir dike;

(3) Hêza hevsengiya mezin: Bi gelemperî, hevsengiya hevsengiyê di navbera 1 û 10A de ye, û hevseng zûtir e;

Wekhevkirina çalak pêdivî bi veavakirina çerxên têkildar û amûrên hilanîna enerjiyê hewce dike, ku dibe sedema qebareya mezin û lêçûnek zêde.Ev her du şert bi hev re diyar dikin ku wekhevkirina çalak ne hêsan e ku were pêşve xistin û sepandin.

Digel vê yekê, pêvajoyek barkirin û dakêşanê ya wekhevkirina çalak bi nepenî jiyana çerxa pîlê zêde dike.Ji bo hucreyên ku ji bo bidestxistina hevsengiyê hewceyê barkirin û dakêşanê ne, dibe ku barê xebata zêde bibe sedema ku ew ji pîrbûna hucreyên asayî derbas bibin, û di encamê de ferqek performansê ya bi hucreyên din re mezintir bibe.

Hin pispor bawer dikin ku du bêjeyên li jor divê bi hevsengiya hilweşandî û hevsengiya ne-veqetandî re têkildar bin.Ew çalak an pasîf be, divê bi bûyera ku pêvajoya hevsengiyê dide destpêkirin ve girêdayî be.Ger pergal bigihîje rewşek ku divê pasîf be, ew pasîf e.Ger ji hêla mirovan ve were saz kirin, sazkirina bernameya hevsengiyê dema ku ne hewce ye ku hevseng be jê re hevsengiya çalak tê gotin.

Mînakî, dema ku dakêşandin di dawiyê de ye, hucreya voltaja herî nizm gihîştiye voltaja qutkirina dakêşanê, dema ku şaneyên din hîn jî xwedî hêz in.Di vê demê de, ji bo ku bi qasî ku pêkan elektrîkê derxîne, pergal elektrîka şaneyên bi enerjiya bilind vediguhezîne şaneyên kêm-enerjî, ku dihêle ku pêvajoya dakêşanê heya ku hemî hêz biqede berdewam bike.Ev pêvajoyek wekhevkirina pasîf e.Ger pergal pêşbînî bike ku dê di dawiya dakêşanê de dema ku hêj% 40 hêz maye de bêhevsengiyek çêbibe, ew ê pêvajoyek wekhevkirina çalak dest pê bike.

Wekheviya çalak li ser rêbazên navendî û nenavendî têne dabeş kirin.Rêbaza wekhevkirina navendî enerjiyê ji tevahiya pakêta pîlê digire, û dûv re amûrek veguheztina enerjiyê bikar tîne da ku enerjiyê bi enerjiya hindiktir li bataryayên zêde bike.Wekhevkirina nenavendî girêdanek hilanîna enerjiyê di navbera bataryayên cîran de vedihewîne, ku dikare bibe înduktor an kondensatorek, ku dihêle enerjî di navbera bataryayên cîran de biherike.

Di stratejiya kontrolkirina hevsengiya heyî de, yên ku voltaja hucreyê wekî pîvana hedefa kontrolê digirin hene, û di heman demê de yên ku pêşniyar dikin ku SOC wekî pîvana armanca kontrolkirina hevsengiyê bikar bînin jî hene.Wek mînak voltaja hucreyê digirin.

Pêşî, ji bo destpêkirin û qedandina hevsengiyê cotek nirxa boriyê destnîşan bikin: mînakî, di komek bataryayê de, dema ku ferqa di navbera voltaja giran a yek hucreyê de û voltaja navînî ya setê digihîje 50 mV, wekhevkirin dest pê dike, û dema ku ew digihîje 5 mV, wekhevî bi dawî dibe.

BMS voltaja her şaneyê li gorî çerxek stendina sabît berhev dike, nirxa navîn dihesibîne, û dûv re ferqa di navbera voltaja her şaneyê û nirxa navîn de hesab dike;

Ger cûdahiya herî zêde bigihîje 50 mV, BMS hewce dike ku pêvajoya wekhevkirinê dest pê bike;

Di pêvajoya wekhevkirinê de gava 2 bidomînin heya ku nirxên cudahiyê hemî ji 5 mV kêmtir bin, û dûv re wekhevkirinê biqedînin.

Divê were zanîn ku hemî BMS vê gavê hewce nakin, û stratejiyên paşîn dikarin li gorî rêbaza hevsengiyê cûda bibin.

Teknolojiya hevsengiyê jî bi celebê pîlê ve girêdayî ye.Bi gelemperî tê bawer kirin ku LFP ji bo hevsengiya çalak maqûltir e, dema ku bataryayên sêalî ji bo hevsengiya pasîf maqûl in.

Qonaxa pêşbaziya dijwar a di BMS de bi piranî ji hêla lêçûn û pêbaweriyê ve tê piştgirî kirin.Heya nuha, verastkirina ezmûnî ya hevsengiya çalak hîna nehatiye bidestxistin.Tê payîn ku asta ewlehiya fonksiyonel ber bi ASIL-C û ASIL-D ve biçe, lê lêçûn pir zêde ye.Ji ber vê yekê, pargîdaniyên mezin ên heyî di derbarê lêkolîna hevsengiya çalak de hişyar in.Hin kargehên mezin tewra dixwazin modula hevsengiyê betal bikin û hemî hevsengiyê li derve bikin, mîna lênihêrîna wesayîtên sotemeniyê.Her gava ku wesayit dûrek diyar dimeşe, ew ê ji bo hevsengiya derveyî biçin firotgeha 4S.Ev ê lêçûna tevahiya wesayîta BMS-ê kêm bike û di heman demê de ji firotgeha têkildar 4S sûd werbigire.Ji bo hemû partiyan rewşeke serketî ye.Ji ber vê yekê, bi kesane, ez fam dikim ku dibe ku ev bibe meylek!

3.3 Parastin - teşhîs û hişyariya xeletiyê

Çavdêriya BMS bi hardware ya pergala elektrîkê re tête hev kirin, û ew li gorî şert û mercên performansa cihêreng ên pîlê li astên têkçûnê yên cihêreng (şkestinek piçûk, têkçûnek cidî, têkçûna kujer) tê dabeş kirin.Di astên têkçûnê de tedbîrên cihêreng têne girtin: hişyarî, sînorkirina hêzê an qutkirina rasterast a voltaja bilind.Di têkçûn de têkçûna wergirtina daneyê û rasyonalîteyê, têkçûna elektrîkê (sensor û aktûator), têkçûna ragihandinê, û têkçûna rewşa batterê vedihewîne.

Nimûneyek hevpar ev e ku dema ku batarek zêde germ dibe, BMS destnîşan dike ku pîlê li ser bingeha germahiya pîlê berhevkirî zêde germ dibe, dûv re çerxa vê pîlê kontrol dike ku veqete, parastina germbûna zêde pêk tîne, û hişyariyek ji pergalên rêveberiyê yên wekî EMS re dişîne.

3.4 Ragihandin

Xebata normal ya BMS-ê ji fonksiyona wê ya ragihandinê nayê veqetandin.Ma ew di dema rêveberiya batterê de pîlê kontrol dike, statûya batterê ji cîhana derve re vediguhezîne, an rêwerzên kontrolê werdigire, pêwendiyek domdar hewce ye.

Di pergala battera hêzê de, yek dawiya BMS bi pîlê ve girêdayî ye, û dawiya din jî bi pergalên kontrol û elektronîkî yên tevahiya wesayîtê ve girêdayî ye.Jîngeha giştî protokola CAN bikar tîne, lê cûdahiyek di navbera karanîna CAN-a hundurîn de di navbera hêmanên hundur ên pakêta pîlê de û karanîna wesayîta CAN-ê di navbera pakêta pîlê û tevahiya wesayîtê de heye.

Berevajî vê, BMS hilanîna enerjiyê û danûstendina navxweyî bi bingehîn protokola CAN bikar tîne, lê pêwendiya wê ya derveyî (derveyî bi gelemperî pergala belavkirina stasyona hêza hilanînê ya enerjiyê PCS vedibêje) bi gelemperî protokola protokola Înternetê protokola TCP/IP û protokola modbus bikar tîne.

4) BMS hilanîna enerjiyê

Hilberînerên BMS-ê yên hilanîna enerjiyê bi gelemperî ji BMS-ya battera hêzê derketine, ji ber vê yekê gelek sêwiran û şert xwedan eslê xwe yên dîrokî ne

Mînakî, pîlê hêzê bi gelemperî li BMU (Yekîneya Çavdêriya Battery) û BCU (Yekîneya Kontrolkirina Pîlê) tê dabeş kirin, ku berê daneyan berhev dike û ya paşîn jî wê kontrol dike.

Ji ber ku hucreya pîlê pêvajoyek elektrokîmyayî ye, gelek şaneyên pîlê pîlê ava dikin.Ji ber taybetmendiyên her şaneya pîlê, pêvajoya çêkirinê çiqasî rast be jî, dê di her şaneya pîlê de bi demê re û li gorî jîngehê xeletî û nakokî çêbibin.Ji ber vê yekê, pergala rêveberiya batterê ev e ku rewşa heyî ya pîlê bi pîvanên tixûbdar binirxîne, ku piçek mîna bijîjkek bijîjkî ya kevneşopî ya Chineseînî ye ku nexweşek bi çavdêriya nîşanan teşhîs dike û ne ku dermanê rojavayî ku hewceyê analîza laşî û kîmyewî ye.Analîzên fîzîkî û kîmyewî yên laşê mirovan dişibin taybetmendiyên elektrokîmyayî yên pîlê, ku dikare bi amûrên ceribandinê yên mezin were pîvandin.Lêbelê, ji bo pergalên pêvekirî dijwar e ku hin nîşanên elektrokîmyayê binirxînin.Ji ber vê yekê, BMS mîna bijîjkek dermanê çînî yê kevn e.

4.1 Mîmariya sê-qatî ya hilanîna enerjiyê BMS

Ji ber ku di pergalên hilanîna enerjiyê de hejmareke mezin a şaneyên bataryayê hene, ji bo ku lêçûn xilas bibin, BMS bi gelemperî di qatan de, bi du an sê qatan ve tête bicîh kirin.Heya nuha, seretayî sê qat e: Kontrola master / kontrola master / kontrola xulam.

4.2 Danasîna hûrgulî ya hilanîna enerjiyê BMS

5) Rewşa heyî û meyla pêşerojê

Gelek celeb hilberîner hene ku BMS hilberînin:

Kategoriya yekem bikarhênerê dawî ye ku di batarya hêzê BMS de hêza herî serdest e - kargehên otomobîlan.Bi rastî, hêza hilberîna BMS ya herî xurt li derveyî welat jî kargehên otomobîlan in, wek General Motors, Tesla, hwd. Li malê, BYD, Huating Power, hwd.

Kategoriya duyemîn kargehên bataryayê ne, di nav de hilberînerên hucreyê û hilberînerên pakêtê, yên wekî Samsung, Ningde Times, Xinwangda, Desay Battery, Topband Co., Ltd., Beijing Purrad, hwd.;

Cûreya sêyemîn a hilberînerên BMS ew in ku di teknolojiya elektronîkî ya hêzê de gelek salan ezmûn in, û tîmên R&D yên bi zanîngeh an paşnavên pargîdaniya têkildar hene, wek Eternal Electronics, Hangzhou Gaote Electronics, Xie Neng Technology, û Kegong Electronics.

Berevajî BMS-ya bataryayên hêzê, ku bi piranî ji hêla hilberînerên wesayîtên termînalê ve tê serdest kirin, wusa dixuye ku bikarhênerên paşîn ên bataryayên hilanîna enerjiyê ne hewce ne an çalakiyên taybetî ne ku beşdarî lêkolîn û pêşkeftin û çêkirina BMS bibin.Di heman demê de ne mimkûn e ku ew ê gelek drav û enerjiyê xerc bikin da ku pergalên rêveberiya bataryayê ya mezin bi pêş bixin.Ji ber vê yekê, meriv dikare were hesibandin ku pîşesaziya hilanîna enerjiyê ya BMS lîstikvanek girîng a bi avantajên bêkêmasî tune ye, ku cîhek mezin ji bo pêşkeftin û xeyalê ji hilberîner û firoşkarên baterî re dihêle ku balê dikişîne ser hilanîna enerjiyê BMS.Ger bazara hilanîna enerjiyê were damezrandin, ew ê ji hilberînerên baterî û hilberînerên profesyonel ên BMS re gelek cîh ji bo pêşkeftinê û berxwedana kêm reqabetê bide.

Heya nuha, kêm çêkerên profesyonel ên BMS hene ku balê dikişînin ser pêşkeftina hilanîna enerjiyê BMS, nemaze ji ber vê yekê ku bazara hilanîna enerjiyê hîn di destpêka xwe de ye û hîn jî di derheqê pêşkeftina paşerojê ya hilanîna enerjiyê de li sûkê gelek guman hene.Ji ber vê yekê, piraniya hilberîneran BMS-ya têkildarî hilanîna enerjiyê pêşve nexistine.Di hawîrdora karsaziyê ya rastîn de, di heman demê de hilberîner jî hene ku bataryayên wesayîta elektrîkê BMS-ê dikirin da ku wekî BMS-ê ji bo bataryayên hilanîna enerjiyê bikar bînin.Tê bawer kirin ku di pêşerojê de, çêkerên wesayîtên elektrîkî yên profesyonel BMS jî dibe ku bibin beşek girîng a dabînkerên BMS ku di projeyên hilanîna enerjiyê ya mezin de têne bikar anîn.

Di vê qonaxê de, nebûna standardên yekgirtî ji bo BMS-ê ku ji hêla cûrbecûr peydakiroxên pergala hilanîna enerjiyê ve têne peyda kirin.Hilberînerên cihêreng ji bo BMS sêwiran û pênaseyên cihêreng hene, û li gorî bataryayên cihêreng ên ku ew pê re hevaheng in, dibe ku algorîtmaya SOX, teknolojiya wekhevkirinê, û naveroka daneya ragihandinê ya ku hatî barkirin jî cûda bibe.Di sepana pratîkî ya BMS de, cûdahiyên weha dê lêçûnên serîlêdanê zêde bikin û zirarê bidin pêşkeftina pîşesaziyê.Ji ber vê yekê, standardkirin û modularîzekirina BMS dê di pêşerojê de bibe rêgezek pêşveçûnek girîng.