बॅटरी व्यवस्थापन प्रणाली BMS ज्ञान आणि कार्य, एक परिचय

BMS चे पूर्ण नाव बॅटरी मॅनेजमेंट सिस्टम आहे.हे असे उपकरण आहे जे ऊर्जा साठवण बॅटरीच्या स्थितीचे परीक्षण करते.हे प्रामुख्याने वैयक्तिक बॅटरी पेशींचे बुद्धिमान व्यवस्थापन आणि देखभाल करण्यासाठी, बॅटरीचे ओव्हरचार्जिंग आणि ओव्हरडिस्चार्जिंग प्रतिबंधित करण्यासाठी, बॅटरीचे आयुष्य वाढवण्यासाठी आणि बॅटरी स्थितीचे निरीक्षण करण्यासाठी वापरले जाते.साधारणपणे, BMS हे सर्किट बोर्ड किंवा हार्डवेअर बॉक्स म्हणून दर्शविले जाते.

 

BMS ही बॅटरी ऊर्जा साठवण प्रणालीच्या मुख्य उपप्रणालींपैकी एक आहे, जी बॅटरी ऊर्जा साठवण युनिटमधील प्रत्येक बॅटरीच्या ऑपरेटिंग स्थितीचे निरीक्षण करण्यासाठी आणि ऊर्जा साठवण युनिटचे सुरक्षित आणि विश्वासार्ह ऑपरेशन सुनिश्चित करण्यासाठी जबाबदार आहे.BMS रिअल टाइममध्ये ऊर्जा साठवण बॅटरीच्या स्थितीचे मापदंड निरीक्षण आणि संकलित करू शकते (सिंगल सेल व्होल्टेज, बॅटरी पोल तापमान, बॅटरी लूप करंट, बॅटरी पॅक टर्मिनल व्होल्टेज, बॅटरी सिस्टम इन्सुलेशन प्रतिरोध इ. यासह परंतु इतकेच मर्यादित नाही), आणि अधिक सिस्टम स्थिती मूल्यमापन मापदंड प्राप्त करण्यासाठी संबंधित स्थिती पॅरामीटर्सवर आवश्यक विश्लेषण आणि गणना करा.संपूर्ण बॅटरी ऊर्जा स्टोरेज युनिटचे सुरक्षित आणि विश्वासार्ह ऑपरेशन सुनिश्चित करण्यासाठी विशिष्ट संरक्षण नियंत्रण धोरणांनुसार ते ऊर्जा संचयन बॅटरीचे प्रभावी नियंत्रण देखील प्राप्त करू शकते.त्याच वेळी, बीएमएस इतर बाह्य उपकरणांशी (पीसीएस, ईएमएस, फायर प्रोटेक्शन सिस्टम, इ.) त्याच्या स्वत: च्या कम्युनिकेशन इंटरफेस आणि अॅनालॉग/डिजिटल इनपुट इंटरफेसद्वारे संवाद साधू शकते आणि संपूर्ण ऊर्जा साठवण शक्तीमध्ये विविध उपप्रणालींचे लिंकेज कंट्रोल तयार करू शकते. स्टेशन, पॉवर स्टेशनचे सुरक्षित, विश्वासार्ह आणि कार्यक्षम ग्रिड-कनेक्ट केलेले ऑपरेशन सुनिश्चित करते.

2) आर्किटेक्चर

टोपोलॉजी आर्किटेक्चरच्या दृष्टीकोनातून, BMS दोन श्रेणींमध्ये विभागले गेले आहे: केंद्रीकृत आणि विविध प्रकल्प आवश्यकतांनुसार वितरित.

 

केंद्रीकृत BMS

सोप्या भाषेत सांगायचे तर, केंद्रीकृत BMS सर्व पेशी गोळा करण्यासाठी एकच BMS हार्डवेअर वापरते, जे काही पेशी असलेल्या परिस्थितींसाठी योग्य आहे.

केंद्रीकृत BMS मध्ये कमी किमतीचे, कॉम्पॅक्ट संरचना आणि उच्च विश्वासार्हतेचे फायदे आहेत आणि सामान्यतः कमी क्षमता, कमी एकूण दाब आणि लहान बॅटरी सिस्टम व्हॉल्यूम, जसे की पॉवर टूल्स, रोबोट्स (हँडलिंग रोबोट्स, सहाय्यक रोबोट्स) अशा परिस्थितींमध्ये वापरले जाते. IOT स्मार्ट होम्स (स्वीपिंग रोबोट्स, इलेक्ट्रिक व्हॅक्यूम क्लीनर), इलेक्ट्रिक फोर्कलिफ्ट्स, इलेक्ट्रिक लो-स्पीड वाहने (इलेक्ट्रिक सायकली, इलेक्ट्रिक मोटरसायकल, इलेक्ट्रिक साइटसीइंग कार, इलेक्ट्रिक पेट्रोल कार, इलेक्ट्रिक गोल्फ कार्ट इ.), आणि हलकी हायब्रिड वाहने.

केंद्रीकृत बीएमएस हार्डवेअर उच्च-व्होल्टेज आणि कमी-व्होल्टेज भागात विभागले जाऊ शकते.उच्च-व्होल्टेज क्षेत्र सिंगल सेल व्होल्टेज, सिस्टम एकूण व्होल्टेज गोळा करण्यासाठी आणि इन्सुलेशन प्रतिरोधनाचे निरीक्षण करण्यासाठी जबाबदार आहे.लो-व्होल्टेज क्षेत्रात पॉवर सप्लाय सर्किट्स, सीपीयू सर्किट्स, कॅन कम्युनिकेशन सर्किट्स, कंट्रोल सर्किट्स इत्यादींचा समावेश होतो.

प्रवासी वाहनांची पॉवर बॅटरी प्रणाली उच्च क्षमता, उच्च एकूण दाब आणि मोठ्या प्रमाणात विकसित होत असल्याने, वितरित BMS आर्किटेक्चर्स प्रामुख्याने प्लग-इन हायब्रिड आणि शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहन मॉडेल्समध्ये वापरली जातात.

बीएमएस वितरित केले

सध्या, उद्योगात वितरित बीएमएससाठी विविध अटी आहेत आणि वेगवेगळ्या कंपन्यांची नावे भिन्न आहेत.पॉवर बॅटरी BMS मध्ये मुख्यतः मास्टर-स्लेव्ह दोन-स्तरीय आर्किटेक्चर असते:

 

बॅटरी पॅकच्या मोठ्या आकारामुळे, स्लेव्ह आणि मुख्य नियंत्रण स्तरांवरील मास्टर कंट्रोल लेयरसह ऊर्जा संचय BMS सामान्यतः तीन-स्तरीय आर्किटेक्चर आहे.

ज्याप्रमाणे बॅटरी बॅटरी क्लस्टर्स बनवतात, जे स्टॅक बनवतात, त्रि-स्तरीय BMS देखील समान उर्ध्वगामी नियम पाळतात:

नियंत्रणाकडून: बॅटरी व्यवस्थापन युनिट (BMU), जे वैयक्तिक बॅटरींमधून माहिती संकलित करते.

बॅटरी सेलचे व्होल्टेज आणि तापमानाचे निरीक्षण करा

पॅकेजमध्ये बॅटरी समानीकरण

माहिती अपलोड करा

थर्मल व्यवस्थापन

असामान्य अलार्म

मास्टर कंट्रोल: बॅटरी क्लस्टर मॅनेजमेंट युनिट: BCU (बॅटरी क्लस्टर युनिट, ज्याला उच्च व्होल्टेज मॅनेजमेंट युनिट HVU, BCMU, इ. म्हणूनही ओळखले जाते), BMU माहिती गोळा करण्यासाठी आणि बॅटरी क्लस्टर माहिती गोळा करण्यासाठी जबाबदार आहे.

बॅटरी क्लस्टर वर्तमान संपादन, एकूण व्होल्टेज संपादन, गळती शोधणे

जेव्हा बॅटरी स्थिती असामान्य असते तेव्हा पॉवर-ऑफ संरक्षण

BMS च्या व्यवस्थापनाखाली, क्षमता कॅलिब्रेशन आणि SOC कॅलिब्रेशन नंतरच्या चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंग व्यवस्थापनासाठी आधार म्हणून स्वतंत्रपणे पूर्ण केले जाऊ शकतात.

बॅटरी अॅरे मॅनेजमेंट युनिट (BAU) संपूर्ण ऊर्जा स्टोरेज बॅटरी स्टॅकमधील बॅटरीच्या केंद्रीकृत व्यवस्थापनासाठी जबाबदार आहे.हे विविध बॅटरी क्लस्टर मॅनेजमेंट युनिट्सशी कनेक्ट होते आणि बॅटरी अॅरेच्या ऑपरेटिंग स्थितीवर फीडबॅक देण्यासाठी इतर उपकरणांसह माहितीची देवाणघेवाण करते.

बॅटरी अॅरेचे चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंग व्यवस्थापन

बीएमएस सिस्टम स्व-तपासणी आणि दोष निदान अलार्म

बॅटरी पॅक दोष निदान अलार्म

बॅटरी अॅरेमधील विविध विकृती आणि दोषांसाठी सुरक्षा संरक्षण

PCS आणि EMS सारख्या इतर उपकरणांशी संवाद साधा

डेटा स्टोरेज, ट्रान्समिशन आणि प्रोसेसिंग

बॅटरी व्यवस्थापन स्तर: वैयक्तिक बॅटरीची विविध माहिती (व्होल्टेज, तापमान) गोळा करण्यासाठी, बॅटरीच्या SOC आणि SOH ची गणना आणि विश्लेषण करण्यासाठी, वैयक्तिक बॅटरीचे सक्रिय समानीकरण साध्य करण्यासाठी आणि बॅटरी पॅक युनिट स्तर BCMU मध्ये वैयक्तिक बॅटरीची असामान्य माहिती अपलोड करण्यासाठी जबाबदार.CAN बाह्य संप्रेषणाद्वारे, ते डेझी साखळीद्वारे एकमेकांशी जोडलेले आहे.

बॅटरी व्यवस्थापन स्तर: BMU द्वारे अपलोड केलेल्या वैयक्तिक बॅटरींमधून विविध माहिती संकलित करण्यासाठी, बॅटरी पॅक (पॅक व्होल्टेज, पॅक तापमान), बॅटरी पॅक चार्जिंग आणि डिस्चार्ज करंट, बॅटरी पॅकच्या SOC आणि SOH ची गणना आणि विश्लेषण करण्यासाठी विविध माहिती गोळा करण्यासाठी जबाबदार. , आणि बॅटरी क्लस्टर युनिट लेयर BAMS वर सर्व माहिती अपलोड करणे.CAN बाह्य संप्रेषणाद्वारे, ते डेझी साखळीद्वारे एकमेकांशी जोडलेले आहे.

बॅटरी क्लस्टर मॅनेजमेंट लेयर: BCMU द्वारे अपलोड केलेली विविध बॅटरी माहिती गोळा करण्यासाठी आणि RJ45 इंटरफेसद्वारे ऊर्जा स्टोरेज मॉनिटरिंग EMS सिस्टमवर सर्व माहिती अपलोड करण्यासाठी जबाबदार;बॅटरीची संबंधित असामान्य माहिती PCS (CAN किंवा RS485 इंटरफेस) ला पाठवण्यासाठी PCS शी संप्रेषण करणे आणि PCS शी संवाद साधण्यासाठी हार्डवेअर ड्राय नोड्ससह सुसज्ज.याव्यतिरिक्त, ते बॅटरी सिस्टम बीएसई (बॅटरी स्टेट एस्टिमेट) मूल्यांकन, इलेक्ट्रिकल सिस्टम स्थिती शोधणे, संपर्क व्यवस्थापन, थर्मल व्यवस्थापन, ऑपरेशन व्यवस्थापन, चार्जिंग व्यवस्थापन, निदान व्यवस्थापन आणि अंतर्गत आणि बाह्य संप्रेषण नेटवर्क व्यवस्थापन करते.CAN द्वारे अधीनस्थांशी संवाद साधतो.

3) BMS काय करते?

BMS ची कार्ये असंख्य आहेत, परंतु मुख्य आणि ज्याची आपल्याला सर्वात जास्त काळजी आहे ते तीन पैलू आहेत:

एक म्हणजे सेन्सिंग (राज्य व्यवस्थापन), जे बीएमएसचे मूलभूत कार्य आहे.हे व्होल्टेज, प्रतिकार, तापमान मोजते आणि शेवटी बॅटरीची स्थिती ओळखते.आम्हाला बॅटरीची स्थिती काय आहे, तिची ऊर्जा आणि क्षमता किती आहे, ती किती आरोग्यदायी आहे, ती किती ऊर्जा निर्माण करते आणि ती किती सुरक्षित आहे हे जाणून घ्यायचे आहे.हे संवेदना आहे.

दुसरे म्हणजे व्यवस्थापन (संतुलन व्यवस्थापन).काही लोक म्हणतात की BMS ही बॅटरीची आया आहे.मग या नानीने सांभाळावे.काय व्यवस्थापित करायचे?बॅटरी शक्य तितकी चांगली बनवणे हे आहे.सर्वात मूलभूत म्हणजे शिल्लक व्यवस्थापन आणि थर्मल व्यवस्थापन.

तिसरे म्हणजे संरक्षण (सुरक्षा व्यवस्थापन).नानीलाही एक काम आहे.बॅटरीची काही स्थिती असल्यास, ती संरक्षित करणे आवश्यक आहे आणि अलार्म वाढवणे आवश्यक आहे.

अर्थात, एक संप्रेषण व्यवस्थापन घटक देखील आहे जो विशिष्ट प्रोटोकॉलद्वारे सिस्टममध्ये किंवा बाहेर डेटा हस्तांतरित करतो.

बीएमएसमध्ये ऑपरेशन कंट्रोल, इन्सुलेशन मॉनिटरिंग, थर्मल मॅनेजमेंट इत्यादीसारखी इतर अनेक कार्ये आहेत, ज्यांची येथे चर्चा केलेली नाही.

 

3.1 धारणा - मोजमाप आणि अंदाज

बीएमएसचे मूलभूत कार्य म्हणजे व्होल्टेज, करंट, तापमान आणि स्थिती यांसारख्या मूलभूत पॅरामीटर्ससह, तसेच SOC आणि SOH सारख्या बॅटरी स्थिती डेटाची गणना करून बॅटरी पॅरामीटर्स मोजणे आणि अंदाज करणे.पॉवर बॅटरीच्या क्षेत्रामध्ये SOP (शक्तीची स्थिती) आणि SOE (ऊर्जेची स्थिती) ची गणना देखील समाविष्ट आहे, ज्याची येथे चर्चा केलेली नाही.आम्ही पहिल्या दोन अधिक व्यापकपणे वापरल्या जाणार्‍या डेटावर लक्ष केंद्रित करू.

सेल मापन

1) मूलभूत माहिती मोजमाप: बॅटरी व्यवस्थापन प्रणालीचे सर्वात मूलभूत कार्य म्हणजे वैयक्तिक बॅटरी सेलचे व्होल्टेज, वर्तमान आणि तापमान मोजणे, जे सर्व उच्च-स्तरीय गणना आणि बॅटरी व्यवस्थापन प्रणालीमधील नियंत्रण तर्कशास्त्राचा पाया आहे.

2) इन्सुलेशन रेझिस्टन्स टेस्टिंग: बॅटरी मॅनेजमेंट सिस्टममधील संपूर्ण बॅटरी सिस्टम आणि हाय-व्होल्टेज सिस्टमसाठी इन्सुलेशन टेस्टिंग आवश्यक आहे.

3) हाय-व्होल्टेज इंटरलॉक डिटेक्शन (HVIL): संपूर्ण हाय-व्होल्टेज सिस्टमच्या अखंडतेची पुष्टी करण्यासाठी आणि जेव्हा हाय-व्होल्टेज सिस्टम लूपच्या अखंडतेशी तडजोड केली जाते तेव्हा सुरक्षा उपाय सुरू करण्यासाठी वापरले जाते.

SOC गणना

SOC चार्ज स्थितीचा संदर्भ देते, जी बॅटरीची उर्वरित क्षमता आहे.सोप्या भाषेत सांगायचे तर, बॅटरीमध्ये किती उर्जा शिल्लक आहे.

BMS मध्ये SOC हे सर्वात महत्वाचे पॅरामीटर आहे, कारण बाकी सर्व काही त्यावर आधारित आहे.म्हणून, त्याची अचूकता आणि मजबुती (याला त्रुटी सुधारण्याची क्षमता देखील म्हणतात) अत्यंत महत्वाचे आहेत.अचूक SOC शिवाय, कोणत्याही प्रमाणात संरक्षण कार्य BMS योग्यरित्या कार्य करू शकत नाही, कारण बॅटरी अनेकदा संरक्षित स्थितीत असते, ज्यामुळे बॅटरीचे आयुष्य वाढवणे अशक्य होते.

सध्या, मुख्य प्रवाहातील SOC अंदाज पद्धतींमध्ये ओपन-सर्किट व्होल्टेज पद्धत, वर्तमान एकत्रीकरण पद्धत, कालमन फिल्टर पद्धत आणि न्यूरल नेटवर्क पद्धत समाविष्ट आहे.पहिल्या दोन पद्धती सामान्यतः वापरल्या जातात.नंतरच्या दोन पद्धतींमध्ये इंटिग्रेशन मॉडेल्स आणि आर्टिफिशियल इंटेलिजन्स यासारख्या प्रगत ज्ञानाचा समावेश आहे, ज्याचा तपशील येथे दिलेला नाही.

प्रॅक्टिकल ऍप्लिकेशन्समध्ये, बॅटरीच्या चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंग स्थितीवर अवलंबून भिन्न अल्गोरिदम अवलंबले जाण्यासाठी, एकापेक्षा जास्त अल्गोरिदम सहसा एकत्रितपणे वापरले जातात.

ओपन सर्किट व्होल्टेज पद्धत

ओपन-सर्किट व्होल्टेज पद्धतीचे तत्त्व म्हणजे ओपन-सर्किट व्होल्टेज आणि एसओसी यांच्यातील तुलनेने स्थिर कार्यात्मक संबंध बॅटरीच्या दीर्घकालीन स्थिर प्लेसमेंटच्या स्थितीत वापरणे आणि अशा प्रकारे ओपन-सर्किट व्होल्टेजवर आधारित एसओसीचा अंदाज लावणे.पूर्वी सामान्यतः वापरल्या जाणार्‍या लीड-ऍसिड बॅटरी इलेक्ट्रिक सायकल SOC चा अंदाज लावण्यासाठी या पद्धतीचा वापर करते.ओपन-सर्किट व्होल्टेज पद्धत सोपी आणि सोयीस्कर आहे, परंतु अनेक तोटे देखील आहेत:

1. बॅटरी बराच काळ उभी राहिली पाहिजे, अन्यथा ओपन सर्किट व्होल्टेज कमी कालावधीत स्थिर करणे कठीण होईल;

2. बॅटरीमध्ये व्होल्टेज पठार आहे, विशेषत: लिथियम आयर्न फॉस्फेट बॅटरीज, जेथे टर्मिनल व्होल्टेज आणि SOC वक्र SOC30%-80% श्रेणी दरम्यान अंदाजे रेखीय असतात;

3. बॅटरी वेगवेगळ्या तापमानांवर किंवा जीवनाच्या वेगवेगळ्या टप्प्यांवर असते आणि जरी ओपन सर्किट व्होल्टेज समान असते, वास्तविक SOC फरक मोठा असू शकतो;

खालील आकृतीत दाखवल्याप्रमाणे, जेव्हा आम्ही ही इलेक्ट्रिक सायकल वापरतो, जर वर्तमान SOC 100% दर्शविले असेल, तर वेग वाढवताना व्होल्टेज कमी होईल आणि शक्ती 80% म्हणून प्रदर्शित केली जाऊ शकते.जेव्हा आपण वेग वाढवणे थांबवतो, तेव्हा व्होल्टेज वाढते आणि पॉवर 100% वर परत जाते.त्यामुळे आमच्या इलेक्ट्रिक स्कूटरचा पॉवर डिस्प्ले अचूक नाही.जेव्हा आपण थांबतो तेव्हा त्यात शक्ती असते, परंतु जेव्हा आपण सुरुवात करतो तेव्हा ती शक्ती संपते.ही बॅटरीची समस्या असू शकत नाही, परंतु BMS चे SoC अल्गोरिदम खूप सोपे असल्यामुळे असू शकते.

अन-शी अविभाज्य पद्धत

Anshicontinuous integration पद्धत SOC च्या व्याख्येद्वारे प्रत्यक्ष वेळेत SOC मूल्याची गणना करते.

प्रारंभिक SOC मूल्य दिलेला, जोपर्यंत बॅटरीचा प्रवाह मोजला जाऊ शकतो (जेथे डिस्चार्ज करंट पॉझिटिव्ह आहे), बॅटरी क्षमतेतील बदल वर्तमान एकत्रीकरणाद्वारे अचूकपणे मोजला जाऊ शकतो, परिणामी उर्वरित SOC.

या पद्धतीमध्ये कमी कालावधीत तुलनेने विश्वसनीय अंदाज परिणाम आहेत, परंतु वर्तमान सेन्सरच्या मोजमाप त्रुटींमुळे आणि बॅटरीच्या क्षमतेच्या हळूहळू ऱ्हासामुळे, दीर्घकालीन वर्तमान एकत्रीकरण काही विचलनांचा परिचय देईल.म्हणून, कमी अचूकतेच्या आवश्यकतांसह SOC अंदाजासाठी प्रारंभिक मूल्याचा अंदाज घेण्यासाठी हे सामान्यतः ओपन-सर्किट व्होल्टेज पद्धतीच्या संयोगाने वापरले जाते आणि अल्प-मुदतीच्या SOC अंदाजासाठी कालमन फिल्टरिंग पद्धतीसह देखील वापरले जाऊ शकते.

SOC (स्टेट ऑफ चार्ज) हे BMS च्या कोर कंट्रोल अल्गोरिदमशी संबंधित आहे, जे सध्याच्या उर्वरित क्षमतेच्या स्थितीचे प्रतिनिधित्व करते.हे प्रामुख्याने अँपिअर-तास एकत्रीकरण पद्धत आणि EKF (विस्तारित कालमन फिल्टर) अल्गोरिदमद्वारे साध्य केले जाते, सुधारणा धोरणांसह (जसे की ओपन-सर्किट व्होल्टेज सुधारणा, पूर्ण-चार्ज सुधारणा, चार्जिंग एंड सुधारणा, वेगवेगळ्या तापमानात क्षमता सुधारणा आणि SOH, इ.).एम्पीयर-तास एकत्रीकरण पद्धत वर्तमान संपादन अचूकतेची खात्री करण्याच्या स्थितीत तुलनेने विश्वासार्ह आहे, परंतु ती मजबूत नाही.त्रुटींच्या संचयनामुळे, ते सुधारण्याच्या धोरणांसह एकत्र केले जाणे आवश्यक आहे.EKF पद्धत मजबूत आहे परंतु अल्गोरिदम तुलनेने जटिल आणि अंमलबजावणी करणे कठीण आहे.देशांतर्गत मुख्य प्रवाहातील उत्पादक खोलीच्या तपमानावर 6% पेक्षा कमी अचूकता प्राप्त करू शकतात, परंतु उच्च आणि निम्न तापमान आणि बॅटरी क्षीणन यांचा अंदाज लावणे कठीण आहे.

SOC सुधारणा

सध्याच्या चढउतारांमुळे, अंदाजे SOC चुकीचे असू शकते आणि विविध सुधारणा धोरणांचा अंदाज प्रक्रियेमध्ये समावेश करणे आवश्यक आहे.

 

SOH गणना

SOH हे आरोग्याच्या स्थितीचा संदर्भ देते, जे बॅटरीची सध्याची आरोग्य स्थिती (किंवा बॅटरीच्या ऱ्हासाची डिग्री) दर्शवते.हे सामान्यत: 0 आणि 100% मधील मूल्य म्हणून प्रस्तुत केले जाते, 80% पेक्षा कमी मूल्ये सामान्यत: बॅटरी यापुढे वापरण्यायोग्य नाही हे दर्शवण्यासाठी मानले जाते.हे बॅटरी क्षमतेतील बदल किंवा अंतर्गत प्रतिकारांद्वारे दर्शविले जाऊ शकते.क्षमता वापरताना, बॅटरीच्या कार्यप्रक्रियेतील डेटाच्या आधारे वर्तमान बॅटरीच्या वास्तविक क्षमतेचा अंदाज लावला जातो आणि रेट केलेल्या क्षमतेचे प्रमाण SOH आहे.जेव्हा बॅटरी खराब होत असेल तेव्हा अचूक SOH इतर मॉड्यूल्सची अंदाज अचूकता सुधारेल.

उद्योगात SOH च्या दोन भिन्न व्याख्या आहेत:

क्षमता फिकट वर आधारित SOH व्याख्या

लिथियम-आयन बॅटरीच्या वापरादरम्यान, बॅटरीमधील सक्रिय सामग्री हळूहळू कमी होते, अंतर्गत प्रतिकार वाढते आणि क्षमता क्षीण होते.त्यामुळे बॅटरीच्या क्षमतेनुसार SOH चा अंदाज लावता येतो.बॅटरीची आरोग्य स्थिती सध्याच्या क्षमतेच्या सुरुवातीच्या क्षमतेचे गुणोत्तर म्हणून व्यक्त केली जाते आणि त्याची SOH अशी व्याख्या केली जाते:

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

कुठे: C_fade ही बॅटरीची गमावलेली क्षमता आहे;C_standard ही नाममात्र क्षमता आहे.

IEEE मानक 1188-1996 असे नमूद करते की जेव्हा पॉवर बॅटरीची क्षमता 80% पर्यंत खाली येते तेव्हा बॅटरी बदलली पाहिजे.म्हणून, आम्ही सहसा विचार करतो की जेव्हा बॅटरी SOH 80% च्या खाली असते तेव्हा ती उपलब्ध नसते.

पॉवर अॅटेन्युएशन (पॉवर फेड) वर आधारित SOH व्याख्या

जवळजवळ सर्व प्रकारच्या बॅटरीच्या वृद्धत्वामुळे बॅटरीची अंतर्गत प्रतिकारशक्ती वाढते.बॅटरीचा अंतर्गत प्रतिकार जितका जास्त असेल तितकी उपलब्ध शक्ती कमी असेल.म्हणून, पॉवर अॅटेन्युएशन वापरून SOH चा अंदाज लावला जाऊ शकतो.

3.2 व्यवस्थापन - संतुलित तंत्रज्ञान

प्रत्येक बॅटरीचे स्वतःचे "व्यक्तिमत्व" असते

शिल्लक बद्दल बोलण्यासाठी, आम्हाला बॅटरीपासून सुरुवात करावी लागेल.एकाच उत्पादकाने एकाच बॅचमध्ये उत्पादित केलेल्या बॅटरीचेही स्वतःचे जीवनचक्र आणि "व्यक्तिमत्त्वे" असतात – प्रत्येक बॅटरीची क्षमता अगदी सारखी असू शकत नाही.या विसंगतीची दोन कारणे आहेत:

एक म्हणजे सेल उत्पादनाची विसंगती

एक म्हणजे इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रियांची विसंगती.

उत्पादन विसंगती

उत्पादनातील विसंगती समजणे सोपे आहे.उदाहरणार्थ, उत्पादन प्रक्रियेदरम्यान, डायाफ्राम विसंगती आणि कॅथोड आणि एनोड सामग्रीच्या विसंगतींमुळे एकूण बॅटरी क्षमतेची विसंगती होऊ शकते.मानक 50AH बॅटरी 49AH किंवा 51AH असू शकते.

इलेक्ट्रोकेमिकल विसंगती

इलेक्ट्रोकेमिस्ट्रीची विसंगती अशी आहे की बॅटरी चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंग प्रक्रियेत, जरी दोन पेशींचे उत्पादन आणि प्रक्रिया एकसारखी असली तरीही, विद्युत रासायनिक अभिक्रिया प्रक्रियेत थर्मल वातावरण कधीही सुसंगत असू शकत नाही.उदाहरणार्थ, बॅटरी मॉड्यूल बनवताना, आसपासच्या रिंगचे तापमान मधल्यापेक्षा कमी असणे आवश्यक आहे.यामुळे चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंग रकमेमध्ये दीर्घकालीन विसंगती निर्माण होते, ज्यामुळे बॅटरी सेलची क्षमता विसंगत होते;जेव्हा बॅटरी सेलवरील SEI फिल्मचे चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंग प्रवाह बर्याच काळासाठी विसंगत असतात, तेव्हा SEI फिल्मचे वृद्धत्व देखील विसंगत असेल.

*SEI फिल्म: “सॉलिड इलेक्ट्रोलाइट इंटरफेस” (सॉलिड इलेक्ट्रोलाइट इंटरफेस).लिक्विड लिथियम आयन बॅटरीच्या पहिल्या चार्ज डिस्चार्ज प्रक्रियेदरम्यान, इलेक्ट्रोड सामग्री घन-द्रव फेज इंटरफेसवरील इलेक्ट्रोलाइटसह प्रतिक्रिया देऊन इलेक्ट्रोड सामग्रीच्या पृष्ठभागावर आच्छादित पॅसिव्हेशन लेयर तयार करते.SEI फिल्म एक इलेक्ट्रॉनिक इन्सुलेटर आहे परंतु लिथियम आयनचा उत्कृष्ट कंडक्टर आहे, जो केवळ इलेक्ट्रोडचे संरक्षण करत नाही तर बॅटरीच्या कार्यावर देखील परिणाम करत नाही.SEI फिल्मच्या वृद्धत्वाचा बॅटरीच्या आरोग्यावर लक्षणीय परिणाम होतो.

म्हणून, बॅटरी पॅकची गैर-एकरूपता (किंवा सुस्पष्टता) बॅटरी ऑपरेशनचे अपरिहार्य प्रकटीकरण आहे.

शिल्लक का आवश्यक आहे

बॅटरी वेगळ्या आहेत, मग त्या सारख्या बनवण्याचा प्रयत्न का करू नये?कारण विसंगती बॅटरी पॅकच्या कार्यक्षमतेवर परिणाम करेल.

मालिकेतील बॅटरी पॅक शॉर्ट-बॅरल प्रभावाचे अनुसरण करतो: मालिकेतील बॅटरी पॅक प्रणालीमध्ये, संपूर्ण बॅटरी पॅक प्रणालीची क्षमता सर्वात लहान सिंगल युनिटद्वारे निर्धारित केली जाते.

समजा आमच्याकडे एक बॅटरी पॅक आहे ज्यामध्ये तीन बॅटरी आहेत:

e माहित आहे की जास्त चार्जिंग आणि ओव्हर डिस्चार्जिंगमुळे बॅटरीचे गंभीर नुकसान होऊ शकते.त्यामुळे, जेव्हा बॅटरी B चार्जिंग दरम्यान पूर्णपणे चार्ज होते किंवा जेव्हा डिस्चार्जिंग दरम्यान बॅटरी B चे SoC खूप कमी असते, तेव्हा बॅटरी B चे संरक्षण करण्यासाठी चार्जिंग आणि डिस्चार्ज करणे थांबवणे आवश्यक असते. परिणामी, A आणि C ची शक्ती पूर्णपणे असू शकत नाही. वापरले.

हे ठरते:

बॅटरी पॅकची वास्तविक वापरता येण्याजोगी क्षमता कमी झाली आहे: बॅटरी A आणि C, जी उपलब्ध क्षमतेचा वापर करू शकली असती, ती आता बॅटरी B मध्ये सामावून घेण्यासाठी असे करण्यास अक्षम आहेत. हे असे आहे की तीन पायांवर दोन लोक एकत्र बांधलेले आहेत. उंच व्यक्ती मोठी पावले उचलू शकत नाही.

कमी झालेले बॅटरीचे आयुष्य: एक लहान स्ट्राइड लांबीसाठी अधिक पावले लागतात आणि पाय अधिक थकतात.कमी क्षमतेसह, चार्ज आणि डिस्चार्ज सायकल्सची संख्या वाढते, परिणामी बॅटरी जास्त प्रमाणात खराब होते.उदाहरणार्थ, एक सेल 100% DoD वर 4000 चक्रे साध्य करू शकतो, परंतु वास्तविक वापरात ते 100% पर्यंत पोहोचू शकत नाही आणि चक्रांची संख्या नक्कीच 4000 पर्यंत पोहोचणार नाही.

*DoD, डिस्चार्जची खोली, बॅटरीच्या रेट केलेल्या क्षमतेच्या बॅटरी डिस्चार्ज क्षमतेची टक्केवारी दर्शवते.

बॅटरीच्या विसंगतीमुळे बॅटरी पॅकची कार्यक्षमता कमी होते.जेव्हा बॅटरी मॉड्यूलचा आकार मोठा असतो, तेव्हा बॅटरीच्या अनेक स्ट्रिंग्स मालिकेत जोडल्या जातात आणि मोठ्या एकल व्होल्टेज फरकामुळे संपूर्ण बॉक्सची क्षमता कमी होते.मालिकेत जितक्या जास्त बॅटरी जोडल्या जातात, तितकी त्यांची क्षमता कमी होते.तथापि, आमच्या अनुप्रयोगांमध्ये, विशेषत: ऊर्जा संचयन प्रणाली अनुप्रयोगांमध्ये, दोन महत्त्वाच्या आवश्यकता आहेत:

पहिली बॅटरी दीर्घायुष्य आहे, जी ऑपरेशन आणि देखभाल खर्च मोठ्या प्रमाणात कमी करू शकते.बॅटरी पॅकच्या आयुष्यासाठी ऊर्जा संचयन प्रणालीला उच्च आवश्यकता आहेत.बहुतेक घरगुती 15 वर्षांसाठी डिझाइन केलेले आहेत.जर आपण प्रतिवर्षी 300 चक्रे गृहीत धरली, तर 15 वर्षे म्हणजे 4500 चक्रे, जी अजूनही खूप जास्त आहे.आम्‍हाला प्रत्येक बॅटरीचे आयुर्मान वाढवण्‍याची आवश्‍यकता आहे जेणेकरुन संपूर्ण बॅटरी पॅकचे एकूण आयुर्मान शक्य तितके डिझाईन लाइफपर्यंत पोहोचू शकेल आणि बॅटरी पॅकच्‍या आयुष्‍यावर बॅटरी पसरवण्‍याचा परिणाम कमी होईल.

दुसरे सखोल चक्र, विशेषत: पीक शेव्हिंगच्या अनुप्रयोगाच्या परिस्थितीत, आणखी एक kWh वीज सोडल्याने आणखी एक पॉइंट महसूल मिळेल.म्हणजेच, आम्ही 80% DoD किंवा 90% DoD करू.जेव्हा ऊर्जा संचयन प्रणालीमध्ये खोल चक्र वापरले जाते, तेव्हा टेल डिस्चार्ज दरम्यान बॅटरीचे फैलाव प्रकट होईल.त्यामुळे, डीप चार्जिंग आणि डीप डिस्चार्जिंगच्या स्थितीत प्रत्येक सेलच्या क्षमतेचे पूर्ण प्रकाशन सुनिश्चित करण्यासाठी, ऊर्जा संचयन BMS मध्ये मजबूत समानीकरण व्यवस्थापन क्षमता असणे आवश्यक आहे आणि बॅटरी सेलमधील सुसंगतता रोखणे आवश्यक आहे. .

या दोन आवश्यकता बॅटरीच्या विसंगतीच्या अगदी विरुद्ध आहेत.अधिक कार्यक्षम बॅटरी पॅक ऍप्लिकेशन्स प्राप्त करण्यासाठी, बॅटरीच्या विसंगतीचा प्रभाव कमी करण्यासाठी आमच्याकडे अधिक प्रभावी संतुलन तंत्रज्ञान असणे आवश्यक आहे.

समतोल तंत्रज्ञान

बॅटरी समानीकरण तंत्रज्ञान हे वेगवेगळ्या क्षमतेच्या बॅटरी समान बनवण्याचा एक मार्ग आहे.समानीकरणाच्या दोन सामान्य पद्धती आहेत: ऊर्जा अपव्यय युनिडायरेक्शनल इक्वलायझेशन (निष्क्रिय समानीकरण) आणि ऊर्जा हस्तांतरण द्विदिशात्मक समानीकरण (सक्रिय समानीकरण).

(1) निष्क्रिय शिल्लक

निष्क्रिय समानीकरण तत्त्व म्हणजे बॅटरीच्या प्रत्येक स्ट्रिंगवर स्विच करण्यायोग्य डिस्चार्ज रेझिस्टरला समांतर करणे.BMS उच्च व्होल्टेज पेशींना डिस्चार्ज करण्यासाठी डिस्चार्ज रेझिस्टर नियंत्रित करते, विद्युत उर्जा उष्णता म्हणून नष्ट करते.उदाहरणार्थ, जेव्हा बॅटरी B जवळजवळ पूर्णपणे चार्ज केली जाते, तेव्हा स्विच उघडला जातो ज्यामुळे बॅटरी B वरील रेझिस्टरला उष्णता म्हणून अतिरिक्त विद्युत उर्जा नष्ट करता येते.नंतर बॅटरी A आणि C पूर्ण चार्ज होईपर्यंत चार्जिंग चालू राहते.

ही पद्धत केवळ उच्च-व्होल्टेज पेशी सोडू शकते आणि कमी-क्षमतेच्या पेशी रिचार्ज करू शकत नाही.डिस्चार्ज रेझिस्टन्सच्या पॉवर मर्यादेमुळे, समानीकरण प्रवाह सामान्यतः लहान असतो (1A पेक्षा कमी).

निष्क्रिय समानीकरणाचे फायदे कमी किमतीचे आणि साधे सर्किट डिझाइन आहेत;तोटे असे आहेत की ते समानीकरणासाठी सर्वात कमी उर्वरित बॅटरी क्षमतेवर आधारित आहे, जे कमी उर्वरीत क्षमतेच्या बॅटरीची क्षमता वाढवू शकत नाही आणि 100% समान शक्ती उष्णतेच्या रूपात वाया जाते.

(2) सक्रिय शिल्लक

अल्गोरिदमद्वारे, बॅटरीच्या अनेक तार उच्च-व्होल्टेज पेशींची ऊर्जा ऊर्जा संचय घटक वापरून कमी-व्होल्टेज पेशींमध्ये हस्तांतरित करतात, उच्च-व्होल्टेज बॅटरी डिस्चार्ज करतात आणि कमी-व्होल्टेज पेशी चार्ज करण्यासाठी सोडलेली ऊर्जा वापरतात.उर्जा मुख्यतः नष्ट होण्याऐवजी हस्तांतरित केली जाते.

अशाप्रकारे, चार्जिंग दरम्यान, बॅटरी B, जी प्रथम 100% व्होल्टेजपर्यंत पोहोचते, A आणि C मध्ये डिस्चार्ज होते आणि तीन बॅटरी एकत्रितपणे पूर्ण चार्ज होतात.डिस्चार्ज दरम्यान, जेव्हा बॅटरी B चा उर्वरित चार्ज खूप कमी असतो, तेव्हा A आणि C "चार्ज" B, जेणेकरून सेल B इतक्या लवकर डिस्चार्ज थांबवण्यासाठी SOC थ्रेशोल्डपर्यंत पोहोचू शकत नाही.

सक्रिय संतुलन तंत्रज्ञानाची मुख्य वैशिष्ट्ये

(1) बॅटरी पॅकची कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी उच्च आणि कमी व्होल्टेज संतुलित करा: चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंग दरम्यान आणि विश्रांतीच्या वेळी, उच्च-व्होल्टेज बॅटरी डिस्चार्ज केल्या जाऊ शकतात आणि कमी-व्होल्टेज बॅटरी चार्ज केल्या जाऊ शकतात;

(२) कमी-नुकसान ऊर्जा हस्तांतरण: ऊर्जा मुख्यत्वे फक्त गमावण्याऐवजी हस्तांतरित केली जाते, वीज वापराची कार्यक्षमता सुधारते;

(3) मोठा समतोल प्रवाह: सामान्यतः, समतोल प्रवाह 1 आणि 10A दरम्यान असतो आणि समतोल वेगवान असतो;

सक्रिय समानीकरणासाठी संबंधित सर्किट्स आणि ऊर्जा स्टोरेज डिव्हाइसेसचे कॉन्फिगरेशन आवश्यक आहे, ज्यामुळे मोठ्या प्रमाणात व्हॉल्यूम आणि वाढीव किंमत होते.या दोन अटी एकत्रितपणे निर्धारित करतात की सक्रिय समानीकरणाचा प्रचार करणे आणि लागू करणे सोपे नाही.

याव्यतिरिक्त, सक्रिय समानीकरण चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंग प्रक्रियेमुळे बॅटरीचे चक्र आयुष्य अस्पष्टपणे वाढते.ज्या पेशींना समतोल साधण्यासाठी चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंगची आवश्यकता असते त्यांच्यासाठी, अतिरिक्त वर्कलोडमुळे ते सामान्य पेशींचे वृद्धत्व ओलांडू शकतात, परिणामी इतर पेशींसह कार्यक्षमतेचे मोठे अंतर होते.

काही तज्ञांचा असा विश्वास आहे की वरील दोन अभिव्यक्ती विघटनशील समतोल आणि गैर-विघटनशील समतोल यांच्याशी संबंधित असावीत.ते सक्रिय किंवा निष्क्रिय आहे की नाही हे समतोल प्रक्रियेला चालना देणार्‍या घटनेवर अवलंबून असले पाहिजे.जर प्रणाली अशा स्थितीत पोहोचली जिथे ती निष्क्रिय असणे आवश्यक आहे, तर ती निष्क्रिय आहे.जर ते मानवाने सेट केले असेल, तर समतोल असणे आवश्यक नसताना समतोल कार्यक्रम सेट करणे याला सक्रिय समतोल म्हणतात.

उदाहरणार्थ, जेव्हा डिस्चार्ज शेवटी असतो, तेव्हा सर्वात कमी व्होल्टेज सेल डिस्चार्ज कट-ऑफ व्होल्टेजपर्यंत पोहोचला असतो, तर इतर सेलमध्ये अजूनही शक्ती असते.यावेळी, शक्य तितकी वीज डिस्चार्ज करण्यासाठी, सिस्टम उच्च-ऊर्जा पेशींची वीज कमी-ऊर्जा पेशींमध्ये हस्तांतरित करते, ज्यामुळे सर्व शक्ती डिस्चार्ज होईपर्यंत डिस्चार्ज प्रक्रिया चालू राहते.ही एक निष्क्रिय समानीकरण प्रक्रिया आहे.40% उर्जा शिल्लक असताना डिस्चार्जच्या शेवटी असमतोल होईल असे सिस्टमने भाकीत केले तर ते सक्रिय समीकरण प्रक्रिया सुरू करेल.

सक्रिय समीकरण केंद्रीकृत आणि विकेंद्रित पद्धतींमध्ये विभागले गेले आहे.केंद्रीकृत समानीकरण पद्धत संपूर्ण बॅटरी पॅकमधून ऊर्जा मिळवते, आणि नंतर कमी उर्जेसह बॅटरीला ऊर्जा पुरवण्यासाठी ऊर्जा रूपांतरण उपकरण वापरते.विकेंद्रित समानीकरणामध्ये समीप बॅटरींमधील ऊर्जा साठवण दुवा समाविष्ट असतो, जो इंडक्टर किंवा कॅपेसिटर असू शकतो, ज्यामुळे लगतच्या बॅटरीमध्ये ऊर्जा वाहू शकते.

सध्याच्या बॅलन्स कंट्रोल स्ट्रॅटेजीमध्ये, असे लोक आहेत जे सेल व्होल्टेजला कंट्रोल टार्गेट पॅरामीटर म्हणून घेतात आणि असेही आहेत जे बॅलन्स कंट्रोल टार्गेट पॅरामीटर म्हणून SOC वापरण्याचा प्रस्ताव देतात.उदाहरण म्हणून सेल व्होल्टेज घेणे.

प्रथम, समानीकरण सुरू करण्यासाठी आणि समाप्त करण्यासाठी थ्रेशोल्ड मूल्यांची जोडी सेट करा: उदाहरणार्थ, बॅटरीच्या संचामध्ये, जेव्हा एका सेलच्या अत्यंत व्होल्टेजमधील फरक आणि सेटचा सरासरी व्होल्टेज 50mV पर्यंत पोहोचतो तेव्हा समीकरण सुरू केले जाते आणि जेव्हा ते 5mV पर्यंत पोहोचते, समीकरण संपले आहे.

बीएमएस एका निश्चित संपादन चक्रानुसार प्रत्येक सेलचे व्होल्टेज गोळा करते, सरासरी मूल्याची गणना करते आणि नंतर प्रत्येक सेल व्होल्टेज आणि सरासरी मूल्य यांच्यातील फरक मोजते;

कमाल फरक 50mV पर्यंत पोहोचल्यास, BMS ला समीकरण प्रक्रिया सुरू करणे आवश्यक आहे;

समानीकरण प्रक्रियेदरम्यान सर्व फरक मूल्ये 5mV पेक्षा कमी होईपर्यंत चरण 2 सुरू ठेवा आणि नंतर समानीकरण समाप्त करा.

हे लक्षात घेतले पाहिजे की सर्व BMS ला या चरणाची आवश्यकता नाही आणि त्यानंतरच्या रणनीती शिल्लक पद्धतीनुसार बदलू शकतात.

शिल्लक तंत्रज्ञान देखील बॅटरीच्या प्रकाराशी संबंधित आहे.सामान्यतः असे मानले जाते की LFP सक्रिय शिल्लकसाठी अधिक योग्य आहे, तर तिरंगी बॅटरी निष्क्रिय शिल्लकसाठी योग्य आहेत.

BMS मधील तीव्र स्पर्धेचा टप्पा मुख्यतः खर्च आणि विश्वासार्हतेद्वारे समर्थित असतो.सध्या, सक्रिय संतुलनाचे प्रायोगिक सत्यापन अद्याप साध्य झालेले नाही.कार्यात्मक सुरक्षेची पातळी ASIL-C आणि ASIL-D च्या दिशेने जाणे अपेक्षित आहे, परंतु किंमत खूप जास्त आहे.त्यामुळे सध्याच्या मोठ्या कंपन्या सक्रिय संतुलन संशोधनाबाबत सावध आहेत.काही मोठ्या कारखान्यांना बॅलन्सिंग मॉड्युल रद्द करायचे आहे आणि इंधन वाहनांच्या देखभालीप्रमाणेच सर्व बॅलन्सिंग बाहेरून केले पाहिजे.प्रत्येक वेळी वाहनाने ठराविक अंतर प्रवास केल्यावर ते बाह्य संतुलनासाठी 4S स्टोअरमध्ये जाईल.यामुळे संपूर्ण वाहन BMS ची किंमत कमी होईल आणि संबंधित 4S स्टोअरला देखील फायदा होईल.ही सर्व पक्षांसाठी विन-विन परिस्थिती आहे.म्हणून, वैयक्तिकरित्या, मला समजले आहे की ही एक प्रवृत्ती बनू शकते!

3.3 संरक्षण – दोष निदान आणि अलार्म

BMS मॉनिटरिंग हे इलेक्ट्रिकल सिस्टीमच्या हार्डवेअरशी जुळले आहे आणि बॅटरीच्या विविध कार्यक्षमतेच्या परिस्थितीनुसार ते वेगवेगळ्या अपयश स्तरांमध्ये (किरकोळ अपयश, गंभीर अपयश, घातक अपयश) विभागले गेले आहे.वेगवेगळ्या अयशस्वी स्तरांवर हाताळणीचे वेगवेगळे उपाय केले जातात: चेतावणी, वीज मर्यादा किंवा थेट उच्च-व्होल्टेज कट-ऑफ.अयशस्वींमध्ये डेटा संपादन आणि तर्कशुद्धता अपयश, इलेक्ट्रिकल बिघाड (सेन्सर आणि अॅक्ट्युएटर), संप्रेषण अपयश आणि बॅटरी स्थिती बिघाड यांचा समावेश होतो.

एक सामान्य उदाहरण म्हणजे जेव्हा बॅटरी जास्त गरम होते, BMS संकलित बॅटरी तापमानाच्या आधारावर बॅटरी जास्त गरम होत असल्याचे निर्धारित करते, नंतर डिस्कनेक्ट होण्यासाठी या बॅटरीचे सर्किट नियंत्रित करते, अतिउष्णतेचे संरक्षण करते आणि EMS सारख्या व्यवस्थापन प्रणालींना सूचना पाठवते.

3.4 संप्रेषण

बीएमएसचे सामान्य ऑपरेशन त्याच्या संप्रेषण कार्यापासून वेगळे केले जाऊ शकत नाही.बॅटरी व्यवस्थापनादरम्यान बॅटरी नियंत्रित करणे, बॅटरीची स्थिती बाहेरील जगात प्रसारित करणे किंवा नियंत्रण सूचना प्राप्त करणे असो, स्थिर संप्रेषण आवश्यक आहे.

पॉवर बॅटरी सिस्टीममध्ये, BMS चे एक टोक बॅटरीला जोडलेले असते आणि दुसरे टोक संपूर्ण वाहनाच्या कंट्रोल आणि इलेक्ट्रॉनिक सिस्टीमशी जोडलेले असते.एकूण वातावरण CAN प्रोटोकॉल वापरते, परंतु बॅटरी पॅकच्या अंतर्गत घटकांमध्ये अंतर्गत CAN वापरणे आणि बॅटरी पॅक आणि संपूर्ण वाहन दरम्यान वाहन CAN वापरणे यात फरक आहे.

याउलट, ऊर्जा संचयन BMS आणि अंतर्गत संप्रेषण हे मुळात CAN प्रोटोकॉल वापरतात, परंतु त्याचे बाह्य संप्रेषण (बाह्य मुख्यत्वे ऊर्जा संचयन पॉवर स्टेशन डिस्पॅचिंग सिस्टम PCS चा संदर्भ देते) अनेकदा इंटरनेट प्रोटोकॉल फॉरमॅट TCP/IP प्रोटोकॉल आणि मोडबस प्रोटोकॉल वापरतात.

4) ऊर्जा साठवण BMS

एनर्जी स्टोरेज बीएमएस उत्पादक सामान्यत: पॉवर बॅटरी बीएमएसपासून विकसित झाले आहेत, त्यामुळे अनेक डिझाइन आणि संज्ञा ऐतिहासिक मूळ आहेत

उदाहरणार्थ, पॉवर बॅटरी सामान्यतः BMU (बॅटरी मॉनिटर युनिट) आणि BCU (बॅटरी कंट्रोल युनिट) मध्ये विभागली जाते, ज्यामध्ये पूर्वीचा डेटा गोळा केला जातो आणि नंतरचे ते नियंत्रित करते.

कारण बॅटरी सेल ही एक इलेक्ट्रोकेमिकल प्रक्रिया आहे, अनेक बॅटरी पेशी एक बॅटरी बनवतात.प्रत्येक बॅटरी सेलच्या वैशिष्ट्यांमुळे, उत्पादन प्रक्रिया कितीही अचूक असली तरीही, प्रत्येक बॅटरी सेलमध्ये कालांतराने आणि वातावरणावर अवलंबून त्रुटी आणि विसंगती असतील.म्हणून, बॅटरी व्यवस्थापन प्रणाली मर्यादित पॅरामीटर्सद्वारे बॅटरीच्या सद्य स्थितीचे मूल्यमापन करते, जे काही पारंपारिक चीनी औषध डॉक्टरांसारखे आहे जे पाश्चात्य औषधांऐवजी शारीरिक आणि रासायनिक विश्लेषणाची आवश्यकता असलेल्या लक्षणांचे निरीक्षण करून रुग्णाचे निदान करतात.मानवी शरीराचे भौतिक आणि रासायनिक विश्लेषण हे बॅटरीच्या इलेक्ट्रोकेमिकल वैशिष्ट्यांसारखेच आहे, जे मोठ्या प्रमाणात प्रायोगिक साधनांद्वारे मोजले जाऊ शकते.तथापि, एम्बेडेड सिस्टमसाठी इलेक्ट्रोकेमिस्ट्रीच्या काही निर्देशकांचे मूल्यांकन करणे कठीण आहे.त्यामुळे बीएमएस हे जुन्या चिनी औषधी डॉक्टरांसारखे आहे.

4.1 ऊर्जा स्टोरेज बीएमएसचे तीन-स्तर आर्किटेक्चर

ऊर्जा स्टोरेज सिस्टममध्ये मोठ्या संख्येने बॅटरी सेल असल्यामुळे, खर्च वाचवण्यासाठी, बीएमएस सामान्यतः दोन किंवा तीन स्तरांसह स्तरांमध्ये लागू केले जाते.सध्या, मुख्य प्रवाहात तीन स्तर आहेत: मास्टर कंट्रोल/मास्टर कंट्रोल/स्लेव्ह कंट्रोल.

4.2 ऊर्जा संचय BMS चे तपशीलवार वर्णन

5) वर्तमान परिस्थिती आणि भविष्यातील कल

बीएमएस तयार करणारे अनेक प्रकारचे उत्पादक आहेत:

पहिली श्रेणी ही पॉवर बॅटरी BMS – कार फॅक्टरीमध्ये सर्वात प्रबळ शक्ती असलेले अंतिम वापरकर्ता आहे.खरं तर, परदेशात सर्वात मजबूत बीएमएस उत्पादन शक्ती देखील कार कारखाने आहेत, जसे की जनरल मोटर्स, टेस्ला, इ. घरी, बीवायडी, हुएटिंग पॉवर इ.

सॅमसंग, निंगडे टाईम्स, झिनवांगडा, देसे बॅटरी, टॉपबँड कं, लि., बीजिंग पुरराड इ. सारख्या सेल उत्पादक आणि पॅक उत्पादकांसह बॅटरी कारखाने ही दुसरी श्रेणी आहे;

BMS उत्पादकांचा तिसरा प्रकार म्हणजे पॉवर इलेक्ट्रॉनिक्स तंत्रज्ञानाचा अनेक वर्षांचा अनुभव असलेले, आणि त्यांच्याकडे विद्यापीठ किंवा संबंधित एंटरप्राइझ पार्श्वभूमी असलेले R&D संघ आहेत, जसे की Eternal Electronics, Hangzhou Gaote Electronics, Xie Neng Technology, and Kegong Electronics.

पॉवर बॅटरीजच्या बीएमएसच्या विपरीत, ज्यामध्ये मुख्यतः टर्मिनल वाहन उत्पादकांचे वर्चस्व आहे, असे दिसते की ऊर्जा साठवण बॅटरीच्या अंतिम वापरकर्त्यांना बीएमएसच्या संशोधन आणि विकास आणि उत्पादनामध्ये सहभागी होण्याची किंवा विशिष्ट क्रियांची आवश्यकता नाही.मोठ्या प्रमाणात बॅटरी व्यवस्थापन प्रणाली विकसित करण्यासाठी ते खूप पैसा आणि ऊर्जा खर्च करतील हे देखील संभव नाही.त्यामुळे, असे मानले जाऊ शकते की ऊर्जा संचयन बॅटरी BMS उद्योगामध्ये परिपूर्ण फायदे असलेल्या महत्त्वाच्या खेळाडूची कमतरता आहे, ज्यामुळे बॅटरी उत्पादक आणि विक्रेते ऊर्जा संचयन BMS वर लक्ष केंद्रित करणार्या विकासासाठी आणि कल्पनाशक्तीसाठी एक मोठी जागा सोडतात.जर ऊर्जा साठवण बाजाराची स्थापना झाली, तर ते बॅटरी उत्पादक आणि व्यावसायिक BMS उत्पादकांना विकासासाठी भरपूर जागा आणि कमी स्पर्धात्मक प्रतिकार देईल.

सध्या, ऊर्जा साठवण बीएमएसच्या विकासावर लक्ष केंद्रित करणारे तुलनेने कमी व्यावसायिक बीएमएस उत्पादक आहेत, मुख्यत्वे ऊर्जा संचयन बाजार अद्याप बाल्यावस्थेत आहे आणि बाजारात ऊर्जा साठवणुकीच्या भविष्यातील विकासाबाबत अजूनही अनेक शंका आहेत.म्हणून, बहुतेक उत्पादकांनी ऊर्जा संचयनाशी संबंधित बीएमएस विकसित केले नाही.वास्तविक व्यावसायिक वातावरणात, असे उत्पादक देखील आहेत जे ऊर्जा साठवण बॅटरीसाठी BMS म्हणून वापरण्यासाठी इलेक्ट्रिक वाहन बॅटरी BMS खरेदी करतात.असे मानले जाते की भविष्यात, व्यावसायिक इलेक्ट्रिक वाहन BMS उत्पादक देखील मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा साठवण प्रकल्पांमध्ये वापरल्या जाणार्‍या BMS पुरवठादारांचा एक महत्त्वाचा भाग बनण्याची शक्यता आहे.

या टप्प्यावर, विविध ऊर्जा स्टोरेज सिस्टम पुरवठादारांद्वारे प्रदान केलेल्या BMS साठी एकसमान मानकांचा अभाव आहे.भिन्न उत्पादकांच्या BMS साठी भिन्न डिझाइन आणि व्याख्या आहेत आणि त्यांच्याशी सुसंगत असलेल्या भिन्न बॅटरीच्या आधारावर, SOX अल्गोरिदम, समानीकरण तंत्रज्ञान आणि अपलोड केलेली संप्रेषण डेटा सामग्री देखील भिन्न असू शकते.बीएमएसच्या व्यावहारिक अनुप्रयोगामध्ये, अशा फरकांमुळे अर्जाची किंमत वाढेल आणि औद्योगिक विकासासाठी हानिकारक असेल.त्यामुळे, BMS चे मानकीकरण आणि मॉड्युलरायझेशन देखील भविष्यात विकासाची एक महत्त्वाची दिशा ठरेल.