1) Шта је БМС?
Пун назив БМС-а је Баттери Манагемент Систем.То је уређај који прати статус батерија за складиштење енергије.Углавном се користи за интелигентно управљање и одржавање појединачних батеријских ћелија, спречавање прекомерног пуњења и прекомерног пражњења батерија, продужење века трајања батерије и праћење статуса батерије.Генерално, БМС је представљен као штампана плоча или хардверска кутија.
БМС је један од основних подсистема система за складиштење енергије батерија, одговоран за праћење радног статуса сваке батерије у јединици за складиштење енергије батерије и осигурава безбедан и поуздан рад јединице за складиштење енергије.БМС може да прати и прикупља параметре статуса батерије за складиштење енергије у реалном времену (укључујући, али не ограничавајући се на напон једне ћелије, температуру полова батерије, струју петље батерије, напон терминала батерије, отпор изолације система батерије, итд.), и изврши неопходну анализу и прорачун релевантних параметара статуса да добије више параметара за процену статуса система.Такође може постићи ефикасну контролу саме батерије за складиштење енергије у складу са специфичним стратегијама контроле заштите како би се осигурао сигуран и поуздан рад целокупне јединице за складиштење енергије батерије.У исто време, БМС може да комуницира са другим екстерним уређајима (ПЦС, ЕМС, систем за заштиту од пожара, итд.) преко сопственог комуникационог интерфејса и аналогног/дигиталног улазног интерфејса како би формирао контролу везе различитих подсистема у целокупној снази складиштења енергије. станице, обезбеђујући сигуран, поуздан и ефикасан рад електране повезан на мрежу.
2) Архитектура
Из перспективе тополошке архитектуре, БМС је подељен у две категорије: централизован и дистрибуиран према различитим захтевима пројекта.
Централизовани БМС
Једноставно речено, централизовани БМС користи један БМС хардвер за прикупљање свих ћелија, што је погодно за сценарије са неколико ћелија.
Централизовани БМС има предности ниске цене, компактне структуре и високе поузданости и обично се користи у сценаријима са малим капацитетом, ниским укупним притиском и малом запремином система батерија, као што су електрични алати, роботи (роботи за руковање, помоћни роботи), ИОТ паметне куће (роботи за чишћење, електрични усисивачи), електрични виљушкари, електрична возила мале брзине (електрични бицикли, електрични мотоцикли, електрични аутомобили за разгледање, електрична патролна кола, електрична колица за голф, итд.) и лака хибридна возила.
Централизовани БМС хардвер се може поделити на високонапонске и нисконапонске области.Подручје високог напона је одговорно за прикупљање напона једне ћелије, укупног напона система и праћење отпора изолације.Подручје ниског напона укључује кола за напајање, ЦПУ кола, ЦАН комуникациона кола, контролна кола и тако даље.
Како систем батерија за напајање путничких возила наставља да се развија ка великом капацитету, великом укупном притиску и великој запремини, дистрибуиране БМС архитектуре се углавном користе у плуг-ин хибридним и чисто електричним моделима возила.
Дистрибутед БМС
Тренутно постоје различити термини за дистрибуирани БМС у индустрији, а различите компаније имају различита имена.Батерија за напајање БМС углавном има двослојну архитектуру мастер-славе:
БМС за складиштење енергије је обично трослојна архитектура због велике величине пакета батерија, са главним контролним слојем изнад подређеног и главног управљачког слоја.
Баш као што батерије формирају групе батерија, које заузврат формирају наслаге, трослојни БМС такође прати исто правило навише:
Из контроле: јединица за управљање батеријом (БМУ), која прикупља информације од појединачних батерија.
Пратите напон и температуру ћелије батерије
Изједначавање батерије у пакету
Уплоад информација
термичко управљање
Ненормалан аларм
Главна контрола: Јединица за управљање кластером батерија: БЦУ (јединица кластера батерија, позната и као јединица за управљање високим напоном ХВУ, БЦМУ, итд.), одговорна за прикупљање информација о БМУ и прикупљање информација о групи батерија.
Аквизиција струје кластера батерија, аквизиција укупног напона, детекција цурења
Заштита од искључивања када је статус батерије ненормалан
Под управљањем БМС-а, калибрација капацитета и калибрација СОЦ-а могу се обавити одвојено као основа за накнадно управљање пуњењем и пражњењем
Јединица за управљање низом батерија (БАУ) је одговорна за централизовано управљање батеријама у читавом низу батерија за складиштење енергије.Повезује се са различитим јединицама за управљање кластером батерија и размењује информације са другим уређајима како би пружио повратне информације о радном статусу низа батерија.
Управљање пуњењем и пражњењем низа батерија
Аларм за самопроверу и дијагностику грешака БМС система
Аларм за дијагнозу грешке у батерији
Сигурносна заштита за разне абнормалности и кварове у низу батерија
Комуницирајте са другим уређајима као што су ПЦС и ЕМС
Чување, пренос и обрада података
Слој управљања батеријама: одговоран за прикупљање различитих информација (напон, температура) појединачних батерија, израчунавање и анализу СОЦ и СОХ батерија, постизање активног изједначавања појединачних батерија и учитавање ненормалних информација о појединачним батеријама у слој јединице батеријског пакета БЦМУ.Путем ЦАН екстерне комуникације, он је међусобно повезан кроз даиси ланац.
Слој управљања батеријама: одговоран за прикупљање различитих информација из појединачних батерија које је поставио БМУ, прикупљање различитих информација о пакету батерија (напон пакета, температура пакета), струји пуњења и пражњења батерије, израчунавање и анализирање СОЦ и СОХ пакета батерија , и отпремање свих информација у слој БАМС јединице кластера батерија.Путем ЦАН екстерне комуникације, он је међусобно повезан кроз даиси ланац.
Слој управљања кластером батерија: одговоран за прикупљање различитих информација о батерији које је учитао БЦМУ и учитавање свих информација у ЕМС систем за праћење складиштења енергије преко РЈ45 интерфејса;комуницира са ПЦС-ом за слање релевантних ненормалних информација о батерији ПЦС-у (ЦАН или РС485 интерфејс), и опремљен хардверским сувим чворовима за комуникацију са ПЦС-ом.Поред тога, врши процену система батерија БСЕ (Баттери Стате Естимате), детекцију статуса електричног система, управљање контакторима, термичко управљање, управљање радом, управљање пуњењем, дијагностичко управљање и врши управљање интерном и екстерном комуникационом мрежом.Комуницира са подређенима преко ЦАН-а.
3) Шта ради БМС?
Функције БМС-а су бројне, али суштина и оно што нас највише брине су три аспекта:
Један је сенсинг (управљање стањем), што је основна функција БМС-а.Мери напон, отпор, температуру и на крају детектује стање батерије.Желимо да знамо у каквом је стању батерија, колико енергије и капацитета има, колико је здрава, колико енергије производи и колико је безбедна.Ово је осећај.
Други је менаџмент (управљање билансом).Неки људи кажу да је БМС дадиља батерије.Онда би ова дадиља требала то да управља.Чиме управљати?Ради се о томе да батерија буде што боља.Најосновније је управљање равнотежом и управљање топлотом.
Трећи је заштита (управљање безбедношћу).Дадиља такође има посла.Ако батерија има неки статус, треба је заштитити и подићи аларм.
Наравно, постоји и компонента за управљање комуникацијама која преноси податке унутар или ван система кроз одређене протоколе.
БМС има многе друге функције, као што су контрола рада, надзор изолације, управљање топлотом, итд., о којима се овде не говори.
3.1 Перцепција – Мерење и процена
Основна функција БМС-а је мерење и процена параметара батерије, укључујући основне параметре као што су напон, струја, температура и стање, као и прорачун података о стању батерије као што су СОЦ и СОХ.Област енергетских батерија такође укључује прорачуне СОП (стање снаге) и СОЕ (стање енергије), о којима се овде не говори.Фокусираћемо се на прва два широко коришћена податка.
Мерење ћелија
1) Мерење основних информација: Најосновнија функција система за управљање батеријом је мерење напона, струје и температуре појединачних ћелија батерије, што је основа за све прорачуне највишег нивоа и контролну логику у систему управљања батеријама.
2) Испитивање отпора изолације: Испитивање изолације је потребно за цео систем батерија и високонапонски систем унутар система управљања батеријама.
3) Детекција блокаде високог напона (ХВИЛ): користи се за потврду интегритета целог високонапонског система и иницирање безбедносних мера када је угрожен интегритет петље високог напона.
СПЦ прорачун
СОЦ се односи на стање напуњености, што је преостали капацитет батерије.Једноставно речено, то је колико је енергије остало у батерији.
СОЦ је најважнији параметар у БМС-у, јер се све остало заснива на њему.Због тога су његова тачност и робусност (позната и као способност исправљања грешака) изузетно важне.Без тачног СОЦ-а, ниједна заштитна функција не може учинити да БМС ради исправно, јер ће батерија често бити у заштићеном стању, што онемогућава продужење века трајања батерије.
Тренутно, главне методе процене СОЦ укључују метод напона отвореног кола, метод интеграције струје, метод Калмановог филтера и метод неуронске мреже.Најчешће се користе прве две методе.Последње две методе укључују напредно знање као што су модели интеграције и вештачка интелигенција, који овде нису детаљно описани.
У практичним применама, више алгоритама се често користе у комбинацији, при чему се усвајају различити алгоритми у зависности од статуса пуњења и пражњења батерије.
метода напона отвореног кола
Принцип методе отвореног напона је да се користи релативно фиксни функционални однос између напона отвореног круга и СОЦ под условом дуготрајног статичког постављања батерије, и на тај начин процени СОЦ на основу напона отвореног кола.Раније често коришћени електрични бицикл са оловном батеријом користи ову методу за процену СОЦ-а.Метода напона отвореног кола је једноставна и практична, али има и много недостатака:
1. Батерија мора да стоји дуго времена, иначе ће напон отвореног кола бити тешко стабилизовати у кратком временском периоду;
2. Постоји плато напона у батеријама, посебно у литијум-гвожђе-фосфатним батеријама, где су терминални напон и СОЦ крива приближно линеарни током СОЦ30%-80% опсега;
3. Батерија је на различитим температурама или различитим животним фазама, и иако је напон отвореног кола исти, стварна разлика у СОЦ-у може бити велика;
Као што је приказано на слици испод, када користимо овај електрични бицикл, ако је тренутни СОЦ приказан као 100%, напон опада при убрзању, а снага може бити приказана као 80%.Када престанемо да убрзавамо, напон расте, а снага се враћа на 100%.Дакле, приказ снаге нашег електричног скутера није тачан.Кад станемо, има снагу, али кад кренемо, остаје без снаге.Ово можда није проблем са батеријом, али може бити због тога што је СоЦ алгоритам БМС превише једноставан.
Ан-Схи интегрална метода
Ансхицонтинуоус интеграциони метод директно израчунава СОЦ вредност у реалном времену кроз дефиницију СОЦ.
С обзиром на почетну СОЦ вредност, све док се струја батерије може мерити (где је струја пражњења позитивна), промена капацитета батерије може се тачно израчунати кроз интеграцију струје, што резултира преосталим СОЦ.
Ова метода има релативно поуздане резултате процене у кратком временском периоду, али због грешака у мерењу струјног сензора и постепене деградације капацитета батерије, дуготрајна струјна интеграција ће донети одређена одступања.Због тога се генерално користи заједно са методом напона отвореног кола за процену почетне вредности за процену СОЦ са ниским захтевима за тачност, а такође се може користити у комбинацији са Калмановом методом филтрирања за краткорочно предвиђање СОЦ.
СОЦ (Стате Оф Цхарге) припада основном контролном алгоритму БМС-а, који представља тренутни статус преосталог капацитета.То се углавном постиже методом интеграције ампер-часова и алгоритмом ЕКФ (Проширени Калманов филтер), у комбинацији са стратегијама корекције (као што су корекција напона отвореног кола, корекција пуног пуњења, корекција краја пуњења, корекција капацитета под различитим температурама и СОХ, итд.).Метод интеграције ампер-часова је релативно поуздан под условом да се обезбеди тачност тренутне аквизиције, али није робустан.Због гомилања грешака, мора се комбиновати са стратегијама корекције.ЕКФ метода је робусна, али је алгоритам релативно сложен и тежак за имплементацију.Домаћи мејнстрим произвођачи могу постићи тачност мању од 6% на собној температури, али је тешко проценити на високим и ниским температурама и слабљења батерије.
СПЦ исправка
Због тренутних флуктуација, процењени СОЦ може бити нетачан и различите стратегије корекције морају бити укључене у процес процене.
СОХ прорачун
СОХ се односи на здравствено стање, које указује на тренутно здравствено стање батерије (или степен деградације батерије).Обично се представља као вредност између 0 и 100%, са вредностима испод 80%, које се генерално сматрају да указују на то да батерија више није употребљива.Може се представити променама у капацитету батерије или унутрашњем отпору.Када се користи капацитет, стварни капацитет тренутне батерије се процењује на основу података из радног процеса батерије, а однос овог према називном капацитету је СОХ.Тачан СОХ ће побољшати тачност процене других модула када се батерија погоршава.
Постоје две различите дефиниције СОХ у индустрији:
СОХ дефиниција заснована на смањењу капацитета
Током употребе литијум-јонских батерија, активни материјал унутар батерије постепено се смањује, унутрашњи отпор се повећава, а капацитет опада.Дакле, СОХ се може проценити капацитетом батерије.Здравствени статус батерије се изражава као однос тренутног капацитета према почетном капацитету, а њен СОХ се дефинише као:
СОХ=(Ц_стандард-Ц_фаде)/Ц_стандард ×100%
Где: Ц_фаде је изгубљени капацитет батерије;Ц_стандард је номинални капацитет.
ИЕЕЕ стандард 1188-1996 предвиђа да када капацитет батерије падне на 80%, батерију треба заменити.Због тога обично сматрамо да батерија СОХ није доступна када је испод 80%.
СОХ дефиниција заснована на слабљењу снаге (Повер Фаде)
Старење скоро свих врста батерија ће довести до повећања унутрашњег отпора батерије.Што је већи унутрашњи отпор батерије, мања је расположива снага.Стога се СОХ може проценити коришћењем слабљења снаге.
3.2 Менаџмент – уравнотежена технологија
Свака батерија има своју „личност“
Да бисмо разговарали о равнотежи, морамо почети са батеријама.Чак и батерије произведене у истој серији од истог произвођача имају свој животни циклус и „личности“ – капацитет сваке батерије не може бити потпуно исти.Постоје два разлога за ову недоследност:
Једна је недоследност производње ћелија
Једна је недоследност електрохемијских реакција.
недоследност производње
Недоследности у производњи је лако разумети.На пример, током производног процеса, недоследности дијафрагме и недоследности материјала катоде и аноде могу довести до недоследности укупног капацитета батерије.Стандардна батерија од 50АХ може постати 49АХ или 51АХ.
електрохемијска недоследност
Недоследност електрохемије је у томе што у процесу пуњења и пражњења батерија, чак и ако су производња и обрада две ћелије идентичне, топлотно окружење никада не може бити конзистентно у процесу електрохемијске реакције.На пример, када се праве батеријски модули, температура околног прстена мора бити нижа од средње.Ово резултира дуготрајном недоследношћу између количине пуњења и пражњења, што заузврат доводи до недоследног капацитета батерије;Када су струје пуњења и пражњења СЕИ филма на батеријској ћелији неконзистентне дуго времена, старење СЕИ филма ће такође бити недоследно.
*СЕИ филм: „интерфејс чврстог електролита“ (интерфејс чврстог електролита).Током првог процеса пражњења течне литијум-јонске батерије, материјал електроде реагује са електролитом на интерфејсу чврсте и течне фазе да би се формирао пасивациони слој који покрива површину материјала електроде.СЕИ филм је електронски изолатор, али одличан проводник литијум јона, који не само да штити електроду већ и не утиче на функцију батерије.Старење СЕИ филма има значајан утицај на здравље батерије.
Стога је неуједначеност (или дискретност) батеријских пакета неизбежна манифестација рада батерија.
Зашто је потребна равнотежа
Батерије су различите, па зашто не покушати да буду исте?Зато што ће недоследност утицати на перформансе батерије.
Пакет батерија у серији прати ефекат кратке цеви: у систему батеријског пакета у серији, капацитет читавог система батерија је одређен најмањом појединачном јединицом.
Претпоставимо да имамо батерију која се састоји од три батерије:
Знамо да прекомерно пуњење и прекомерно пражњење могу озбиљно оштетити батерије.Стога, када је батерија Б потпуно напуњена током пуњења или када је СоЦ батерије Б веома низак током пражњења, неопходно је прекинути пуњење и пражњење да би се заштитила батерија Б. Као резултат тога, снага батерија А и Ц не може бити у потпуности искоришћени.То доводи до:
Стварни употребљиви капацитет батерије се смањио: батерије А и Ц, које су могле да искористе расположиви капацитет, сада нису у могућности да то учине да би примиле батерију Б. То је као двоје људи на три ноге везане заједно, са виша особа неспособна да прави велике кораке.
Смањено трајање батерије: Мања дужина корака захтева више корака и чини ноге уморнијима.Са смањеним капацитетом, број циклуса пуњења и пражњења се повећава, што резултира већом деградацијом батерије.На пример, једна ћелија може да постигне 4000 циклуса при 100% ДоД, али у стварној употреби не може да достигне 100% и број циклуса сигурно неће достићи 4000.
*ДоД, Дубина пражњења, представља проценат капацитета пражњења батерије према називном капацитету батерије.
Недоследност батерија доводи до смањења перформанси батерије.Када је величина батеријског модула велика, више низова батерија се повезује у серију, а велика појединачна разлика напона ће узроковати смањење капацитета целе кутије.Што је више батерија повезаних у серију, више капацитета губе.Међутим, у нашим апликацијама, посебно у апликацијама система за складиштење енергије, постоје два важна захтева:
Први је батерија дугог века, која може значајно смањити трошкове рада и одржавања.Систем за складиштење енергије има високе захтеве за животни век батерије.Већина домаћих је дизајнирана за 15 година.Ако претпоставимо 300 циклуса годишње, 15 година је 4500 циклуса, што је и даље веома високо.Морамо максимизирати животни век сваке батерије тако да укупан век целог комплета батерија може да достигне пројектовани век колико год је то могуће и да смањимо утицај дисперзије батерије на век трајања батерије.
Други дубоки циклус, посебно у сценарију примене вршног бријања, ослобађање још једног кВх електричне енергије донеће још један поен прихода.Односно, урадићемо 80% ДоД или 90% ДоД.Када се дубоки циклус користи у систему за складиштење енергије, дисперзија батерије током репног пражњења ће се манифестовати.Стога, да би се обезбедило потпуно ослобађање капацитета сваке појединачне ћелије под условом дубоког пуњења и дубоког пражњења, неопходно је захтевати да БМС за складиштење енергије има јаке могућности управљања изједначавањем и сузбија појаву конзистентности међу ћелијама батерије. .
Ова два захтева су управо у супротности са недоследношћу батерије.Да бисмо постигли ефикасније примене батеријског пакета, морамо имати ефикаснију технологију балансирања како бисмо смањили утицај недоследности батерије.
равнотежна технологија
Технологија изједначавања батерија је начин да се батерије различитих капацитета уједначе.Постоје две уобичајене методе изједначавања: једносмерно изједначавање дисипације енергије (пасивно изједначавање) и двосмерно изједначавање преноса енергије (активно изједначавање).
(1) Пасивна равнотежа
Принцип пасивног изједначавања је да се паралелно повеже преклопни отпорник за пражњење на сваком низу батерија.БМС контролише отпорник за пражњење за пражњење ћелија вишег напона, расипајући електричну енергију као топлоту.На пример, када је батерија Б скоро потпуно напуњена, прекидач се отвара како би се омогућило отпорнику на батерији Б да распрши вишак електричне енергије као топлоту.Затим се пуњење наставља све док се батерије А и Ц такође потпуно не напуне.
Ова метода може да испразни само ћелије високог напона, а не може да допуни ћелије ниског капацитета.Због ограничења снаге отпора пражњења, струја изједначавања је углавном мала (мања од 1А).
Предности пасивног изједначавања су ниска цена и једноставан дизајн кола;недостаци су што се заснива на најмањем преосталом капацитету батерије за изједначавање, што не може повећати капацитет батерија са малим преосталим капацитетом и што се 100% изједначене снаге троши у виду топлоте.
(2) Активни биланс
Путем алгоритама, вишеструки низови батерија преносе енергију високонапонских ћелија до нисконапонских ћелија користећи компоненте за складиштење енергије, празне батерије вишег напона и користе енергију ослобођену за пуњење нисконапонских ћелија.Енергија се углавном преноси, а не распршује.
На овај начин се током пуњења батерија Б, која прва достигне 100% напона, празни до А и Ц, а три батерије се заједно потпуно пуне.Током пражњења, када је преостало пуњење батерије Б прениско, А и Ц се „пуне“ Б, тако да ћелија Б не достигне СОЦ праг за тако брзо заустављање пражњења.
Главне карактеристике технологије активног балансирања
(1) Уравнотежите високи и ниски напон да бисте побољшали ефикасност батеријског пакета: Током пуњења и пражњења иу мировању, високонапонске батерије се могу испразнити, а нисконапонске батерије могу се пунити;
(2) Пренос енергије са малим губицима: енергија се углавном преноси, а не једноставно губи, побољшавајући ефикасност коришћења енергије;
(3) Велика равнотежна струја: Генерално, равнотежна струја је између 1 и 10А, а равнотежа је бржа;
Активно изједначавање захтева конфигурацију одговарајућих кола и уређаја за складиштење енергије, што доводи до велике запремине и повећања трошкова.Ова два услова заједно одређују да активно изједначавање није лако промовисати и применити.
Поред тога, процес активног еквилизације пуњења и пражњења имплицитно повећава животни век батерије.За ћелије које захтевају пуњење и пражњење да би се постигла равнотежа, додатно оптерећење може довести до тога да превазиђу старење обичних ћелија, што резултира већим јазом у перформансама у односу на друге ћелије.
Неки стручњаци сматрају да два горња израза треба да одговарају дисипативној равнотежи и недисипативној равнотежи.Да ли је активан или пасиван треба да зависи од догађаја који покреће процес равнотеже.Ако систем достигне стање у којем мора бити пасиван, пасиван је.Ако га постављају људи, постављање програма равнотеже када није неопходно да се балансира назива се активном равнотежом.
На пример, када је пражњење на крају, ћелија најнижег напона је достигла напон прекида пражњења, док друге ћелије и даље имају снагу.У овом тренутку, да би испразнио што је могуће више електричне енергије, систем преноси електричну енергију високоенергетских ћелија на нискоенергетске ћелије, омогућавајући да се процес пражњења настави све док се сва енергија не испразни.Ово је пасивни процес изједначавања.Ако систем предвиди да ће доћи до неравнотеже на крају пражњења када је преостало још 40% снаге, покренуће се активни процес изједначавања.
Активно изједначавање се дели на централизоване и децентрализоване методе.Метод централизованог изједначавања добија енергију из целог пакета батерија, а затим користи уређај за конверзију енергије да допуни енергију батеријама са мање енергије.Децентрализовано изједначавање укључује везу за складиштење енергије између суседних батерија, која може бити индуктор или кондензатор, омогућавајући да енергија тече између суседних батерија.
У тренутној стратегији контроле равнотеже, постоје они који узимају напон ћелије као контролни циљни параметар, а постоје и они који предлажу коришћење СОЦ-а као циљног параметра равнотеже.Узимајући за пример напон ћелије.
Прво, подесите пар граничних вредности за покретање и завршетак изједначавања: на пример, у сету батерија, када разлика између екстремног напона једне ћелије и просечног напона скупа достигне 50мВ, еквилизација се покреће, а када достигне 5мВ, изједначавање је завршено.
БМС прикупља напон сваке ћелије у складу са фиксним циклусом аквизиције, израчунава просечну вредност, а затим израчунава разлику између напона сваке ћелије и просечне вредности;
Ако максимална разлика достигне 50мВ, БМС треба да започне процес изједначавања;
Наставите са кораком 2 током процеса еквилизације све док све вредности разлике не буду мање од 5мВ, а затим завршите изједначавање.
Треба напоменути да сви БМС-ови не захтевају овај корак, а наредне стратегије могу да варирају у зависности од методе равнотеже.
Технологија баланса је такође повезана са врстом батерије.Генерално се верује да је ЛФП погоднији за активну равнотежу, док су тернарне батерије погодне за пасивну равнотежу.
Фаза интензивне конкуренције у БМС-у је углавном подржана трошковима и поузданошћу.Тренутно, експериментална верификација активног балансирања још није постигнута.Очекује се да ће ниво функционалне сигурности кренути ка АСИЛ-Ц и АСИЛ-Д, али је цена прилично висока.Стога су садашње велике компаније опрезне у погледу активног балансирања истраживања.Неке велике фабрике чак желе да укину модул за балансирање и да све балансирање обављају екстерно, слично одржавању возила на гориво.Сваки пут када возило пређе одређену удаљеност, оно ће ићи у 4С продавницу ради екстерног балансирања.Ово ће смањити трошкове целог возила БМС и такође имати користи за одговарајућу 4С продавницу.То је вин-вин ситуација за све стране.Стога, лично, разумем да ово може постати тренд!
3.3 Заштита – дијагностика грешке и аларм
БМС надзор је усклађен са хардвером електричног система и подељен је на различите нивое квара (мањи квар, озбиљан квар, фатални квар) у складу са различитим условима рада батерије.Различите мере руковања се предузимају у различитим нивоима квара: упозорење, ограничење снаге или директно искључење високог напона.Грешке укључују грешке у прикупљању података и рационалности, електричне кварове (сензори и актуатори), кварове у комуникацији и кварове статуса батерије.
Уобичајени пример је када се батерија прегрева, БМС утврђује да се батерија прегрева на основу прикупљене температуре батерије, затим контролише коло ове батерије да се искључи, врши заштиту од прегревања и шаље упозорење системима за управљање као што је ЕМС.
3.4 Комуникација
Нормалан рад БМС-а не може се одвојити од његове комуникационе функције.Било да се ради о контроли батерије током управљања батеријом, преносу статуса батерије у спољашњи свет или пријему контролних инструкција, потребна је стабилна комуникација.
У систему напајања батерија, један крај БМС је повезан са акумулатором, а други крај је повезан са управљачким и електронским системима целог возила.Целокупно окружење користи ЦАН протокол, али постоји разлика између коришћења унутрашњег ЦАН-а између унутрашњих компоненти пакета батерија и коришћења ЦАН-а возила између батерије и целог возила.
Насупрот томе, БМС за складиштење енергије и интерна комуникација у основи користе ЦАН протокол, али његова екстерна комуникација (спољна се углавном односи на диспечерски систем централе за складиштење енергије ПЦС) често користи формате Интернет протокола ТЦП/ИП протокол и Модбус протокол.
4) БМС за складиштење енергије
Произвођачи БМС за складиштење енергије генерално су еволуирали од БМС батерија за напајање, тако да многи дизајни и термини имају историјско порекло
На пример, батерија за напајање је генерално подељена на БМУ (Баттери Монитор Унит) и БЦУ (Баттери Цонтрол Унит), при чему прва прикупља податке, а друга их контролише.
Пошто је батеријска ћелија електрохемијски процес, више ћелија батерије формира батерију.Због карактеристика сваке батеријске ћелије, без обзира колико је прецизан производни процес, током времена и у зависности од окружења у свакој батеријској ћелији ће постојати грешке и недоследности.Због тога је систем управљања батеријом да процени тренутно стање батерије кроз ограничене параметре, што је помало као да лекар традиционалне кинеске медицине дијагностикује пацијента посматрањем симптома, а не западњачка медицина која захтева физичку и хемијску анализу.Физичка и хемијска анализа људског тела је слична електрохемијским карактеристикама батерије, које се могу мерити великим експерименталним инструментима.Међутим, уграђеним системима је тешко да процене неке индикаторе електрохемије.Дакле, БМС је као стари кинески лекар медицине.
4.1 Трослојна архитектура БМС складишта енергије
Због великог броја батеријских ћелија у системима за складиштење енергије, у циљу уштеде трошкова, БМС се углавном имплементира слојевито, са два или три слоја.Тренутно, маинстреам је три слоја: главна контрола/мастер контрола/славе контрола.
4.2 Детаљан опис БМС за складиштење енергије
5) Тренутно стање и будући тренд
Постоји неколико типова произвођача који производе БМС:
Прва категорија је крајњи корисник са најдоминантнијом снагом у акумулаторима БМС – фабрике аутомобила.У ствари, најјача производна снага БМС у иностранству су и фабрике аутомобила, као што су Генерал Моторс, Тесла, итд. Код куће постоје БИД, Хуатинг Повер итд.
Друга категорија су фабрике батерија, укључујући произвођаче ћелија и паковања, као што су Самсунг, Нингде Тимес, Ксинвангда, Десаи Баттери, Топбанд Цо., Лтд., Беијинг Пуррад, итд.;
Трећи тип произвођача БМС-а су они са дугогодишњим искуством у технологији енергетске електронике, и имају тимове за истраживање и развој са универзитетским или сродним предузећима, као што су Етернал Елецтроницс, Хангзхоу Гаоте Елецтроницс, Ксие Ненг Тецхнологи и Кегонг Елецтроницс.
За разлику од БМС енергетских батерија, којим углавном доминирају произвођачи терминалних возила, чини се да крајњи корисници батерија за складиштење енергије немају потребу или посебне акције да учествују у истраживању и развоју и производњи БМС.Такође је мало вероватно да ће потрошити много новца и енергије за развој система управљања батеријама великих размера.Стога се може сматрати да индустрији батерија за складиштење енергије БМС недостаје важан играч са апсолутним предностима, остављајући огроман простор за развој и машту за произвођаче батерија и продавце који се фокусирају на БМС за складиштење енергије.Ако се успостави тржиште складиштења енергије, то ће произвођачима батерија и професионалним произвођачима БМС-а дати много простора за развој и мањи отпор конкуренцији.
Тренутно постоји релативно мало професионалних произвођача БМС-а који су фокусирани на развој БМС-а за складиштење енергије, углавном због чињенице да је тржиште складиштења енергије још увек у повоју и да још увек постоје многе сумње у будући развој складиштења енергије на тржишту.Због тога већина произвођача није развила БМС који се односи на складиштење енергије.У стварном пословном окружењу постоје и произвођачи који купују батерије за електрична возила БМС за употребу као БМС за батерије за складиштење енергије.Верује се да ће у будућности произвођачи професионалних електричних возила БМС такође вероватно постати важан део БМС добављача који се користе у великим пројектима складиштења енергије.
У овој фази постоји недостатак јединствених стандарда за БМС које обезбеђују различити добављачи система за складиштење енергије.Различити произвођачи имају различите дизајне и дефиниције за БМС, а у зависности од различитих батерија са којима су компатибилни, СОКС алгоритам, технологија еквилизације и пренесени садржај комуникационих података такође могу да варирају.У практичној примени БМС-а, такве разлике ће повећати трошкове примене и бити штетне за индустријски развој.Стога ће стандардизација и модуларизација БМС-а такође бити важан развојни правац у будућности.
Време поста: Јан-15-2024