బ్యాటరీ నిర్వహణ వ్యవస్థ BMS నాలెడ్జ్ అండ్ ఫంక్షన్, ఒక పరిచయం

BMS పూర్తి పేరు బ్యాటరీ నిర్వహణ వ్యవస్థ.ఇది శక్తి నిల్వ బ్యాటరీల స్థితిని పర్యవేక్షించే పరికరం.ఇది ప్రధానంగా ఇంటెలిజెంట్ మేనేజ్‌మెంట్ మరియు వ్యక్తిగత బ్యాటరీ సెల్‌ల నిర్వహణ, బ్యాటరీల ఓవర్‌ఛార్జ్ మరియు ఓవర్‌డిశ్చార్జింగ్‌ను నిరోధించడం, బ్యాటరీ జీవితాన్ని పొడిగించడం మరియు బ్యాటరీ స్థితిని పర్యవేక్షించడం కోసం ఉపయోగించబడుతుంది.సాధారణంగా, BMS అనేది సర్క్యూట్ బోర్డ్ లేదా హార్డ్‌వేర్ బాక్స్‌గా సూచించబడుతుంది.

 

BMS అనేది బ్యాటరీ శక్తి నిల్వ వ్యవస్థ యొక్క ప్రధాన ఉపవ్యవస్థలలో ఒకటి, బ్యాటరీ శక్తి నిల్వ యూనిట్‌లోని ప్రతి బ్యాటరీ యొక్క ఆపరేటింగ్ స్థితిని పర్యవేక్షించడానికి మరియు శక్తి నిల్వ యూనిట్ యొక్క సురక్షితమైన మరియు విశ్వసనీయమైన ఆపరేషన్‌ను నిర్ధారించడానికి బాధ్యత వహిస్తుంది.BMS శక్తి నిల్వ బ్యాటరీ యొక్క స్థితి పారామితులను నిజ సమయంలో పర్యవేక్షించగలదు మరియు సేకరిస్తుంది (సింగిల్ సెల్ వోల్టేజ్, బ్యాటరీ పోల్ ఉష్ణోగ్రత, బ్యాటరీ లూప్ కరెంట్, బ్యాటరీ ప్యాక్ టెర్మినల్ వోల్టేజ్, బ్యాటరీ సిస్టమ్ ఇన్సులేషన్ రెసిస్టెన్స్ మొదలైన వాటికి మాత్రమే పరిమితం కాకుండా) మరియు మరిన్ని సిస్టమ్ స్థితి మూల్యాంకన పారామితులను పొందడానికి సంబంధిత స్థితి పారామితులపై అవసరమైన విశ్లేషణ మరియు గణనను నిర్వహించండి.ఇది మొత్తం బ్యాటరీ శక్తి నిల్వ యూనిట్ యొక్క సురక్షితమైన మరియు విశ్వసనీయమైన ఆపరేషన్‌ను నిర్ధారించడానికి నిర్దిష్ట రక్షణ నియంత్రణ వ్యూహాల ప్రకారం శక్తి నిల్వ బ్యాటరీపై సమర్థవంతమైన నియంత్రణను కూడా సాధించగలదు.అదే సమయంలో, BMS తన స్వంత కమ్యూనికేషన్ ఇంటర్‌ఫేస్ మరియు అనలాగ్/డిజిటల్ ఇన్‌పుట్ ఇంటర్‌ఫేస్ ద్వారా ఇతర బాహ్య పరికరాలతో (PCS, EMS, ఫైర్ ప్రొటెక్షన్ సిస్టమ్, మొదలైనవి) పరస్పర చర్య చేయగలదు, మొత్తం శక్తి నిల్వ శక్తిలో వివిధ ఉపవ్యవస్థల అనుసంధాన నియంత్రణను ఏర్పరుస్తుంది. స్టేషన్, పవర్ స్టేషన్ యొక్క సురక్షితమైన, విశ్వసనీయమైన మరియు సమర్థవంతమైన గ్రిడ్-కనెక్ట్ ఆపరేషన్‌ను నిర్ధారిస్తుంది.

2) ఆర్కిటెక్చర్

టోపోలాజీ ఆర్కిటెక్చర్ కోణం నుండి, BMS రెండు వర్గాలుగా విభజించబడింది: వివిధ ప్రాజెక్ట్ అవసరాలకు అనుగుణంగా కేంద్రీకృత మరియు పంపిణీ.

 

కేంద్రీకృత BMS

సరళంగా చెప్పాలంటే, కేంద్రీకృత BMS అన్ని సెల్‌లను సేకరించడానికి ఒకే BMS హార్డ్‌వేర్‌ను ఉపయోగిస్తుంది, ఇది కొన్ని సెల్‌లు ఉన్న దృశ్యాలకు అనుకూలంగా ఉంటుంది.

కేంద్రీకృత BMS తక్కువ ధర, కాంపాక్ట్ నిర్మాణం మరియు అధిక విశ్వసనీయత యొక్క ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది మరియు సాధారణంగా తక్కువ సామర్థ్యం, ​​తక్కువ మొత్తం పీడనం మరియు పవర్ టూల్స్, రోబోట్లు (రోబోట్‌లను నిర్వహించడం, సహాయక రోబోట్‌లు) వంటి చిన్న బ్యాటరీ సిస్టమ్ వాల్యూమ్ ఉన్న దృశ్యాలలో ఉపయోగించబడుతుంది. IOT స్మార్ట్ హోమ్‌లు (స్వీపింగ్ రోబోలు, ఎలక్ట్రిక్ వాక్యూమ్ క్లీనర్‌లు), ఎలక్ట్రిక్ ఫోర్క్‌లిఫ్ట్‌లు, ఎలక్ట్రిక్ తక్కువ-స్పీడ్ వాహనాలు (ఎలక్ట్రిక్ సైకిళ్లు, ఎలక్ట్రిక్ మోటార్‌సైకిళ్లు, ఎలక్ట్రిక్ సందర్శనా కార్లు, ఎలక్ట్రిక్ పెట్రోల్ కార్లు, ఎలక్ట్రిక్ గోల్ఫ్ కార్ట్‌లు మొదలైనవి) మరియు లైట్ హైబ్రిడ్ వాహనాలు.

కేంద్రీకృత BMS హార్డ్‌వేర్‌ను అధిక-వోల్టేజ్ మరియు తక్కువ-వోల్టేజ్ ప్రాంతాలుగా విభజించవచ్చు.అధిక-వోల్టేజ్ ప్రాంతం సింగిల్ సెల్ వోల్టేజ్, సిస్టమ్ మొత్తం వోల్టేజ్ మరియు పర్యవేక్షణ ఇన్సులేషన్ నిరోధకతను సేకరించడానికి బాధ్యత వహిస్తుంది.తక్కువ-వోల్టేజ్ ప్రాంతంలో విద్యుత్ సరఫరా సర్క్యూట్‌లు, CPU సర్క్యూట్‌లు, CAN కమ్యూనికేషన్ సర్క్యూట్‌లు, కంట్రోల్ సర్క్యూట్‌లు మొదలైనవి ఉంటాయి.

ప్రయాణీకుల వాహనాల పవర్ బ్యాటరీ వ్యవస్థ అధిక సామర్థ్యం, ​​అధిక మొత్తం ఒత్తిడి మరియు పెద్ద పరిమాణంలో అభివృద్ధి చెందుతూనే ఉంది, పంపిణీ చేయబడిన BMS నిర్మాణాలు ప్రధానంగా ప్లగ్-ఇన్ హైబ్రిడ్ మరియు స్వచ్ఛమైన ఎలక్ట్రిక్ వాహనాల నమూనాలలో ఉపయోగించబడతాయి.

పంపిణీ చేయబడిన BMS

ప్రస్తుతం, పరిశ్రమలో పంపిణీ చేయబడిన BMS కోసం వివిధ నిబంధనలు ఉన్నాయి మరియు వివిధ కంపెనీలకు వేర్వేరు పేర్లు ఉన్నాయి.పవర్ బ్యాటరీ BMS ఎక్కువగా మాస్టర్-స్లేవ్ టూ-టైర్ ఆర్కిటెక్చర్‌ను కలిగి ఉంది:

 

శక్తి నిల్వ BMS సాధారణంగా బ్యాటరీ ప్యాక్ యొక్క పెద్ద పరిమాణం కారణంగా మూడు-స్థాయి నిర్మాణం, స్లేవ్ మరియు ప్రధాన నియంత్రణ పొరల పైన మాస్టర్ కంట్రోల్ లేయర్ ఉంటుంది.

బ్యాటరీలు బ్యాటరీ క్లస్టర్‌లను ఏర్పరుస్తాయి, అవి స్టాక్‌లను ఏర్పరుస్తాయి, మూడు-స్థాయి BMS కూడా అదే పైకి నియమాన్ని అనుసరిస్తుంది:

నియంత్రణ నుండి: బ్యాటరీ నిర్వహణ యూనిట్ (BMU), ఇది వ్యక్తిగత బ్యాటరీల నుండి సమాచారాన్ని సేకరిస్తుంది.

బ్యాటరీ సెల్ యొక్క వోల్టేజ్ మరియు ఉష్ణోగ్రతను పర్యవేక్షించండి

ప్యాకేజీలో బ్యాటరీ సమీకరణ

సమాచారం అప్‌లోడ్

ఉష్ణ నిర్వహణ

అసాధారణ అలారం

మాస్టర్ కంట్రోల్: బ్యాటరీ క్లస్టర్ మేనేజ్‌మెంట్ యూనిట్: BCU (బ్యాటరీ క్లస్టర్ యూనిట్, దీనిని హై వోల్టేజ్ మేనేజ్‌మెంట్ యూనిట్ HVU, BCMU మొదలైనవి అని కూడా పిలుస్తారు), BMU సమాచారాన్ని సేకరించడం మరియు బ్యాటరీ క్లస్టర్ సమాచారాన్ని సేకరించడం బాధ్యత.

బ్యాటరీ క్లస్టర్ కరెంట్ అక్విజిషన్, టోటల్ వోల్టేజ్ అక్విజిషన్, లీకేజీ డిటెక్షన్

బ్యాటరీ స్థితి అసాధారణంగా ఉన్నప్పుడు పవర్ ఆఫ్ రక్షణ

BMS నిర్వహణలో, తదుపరి ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్ నిర్వహణకు ప్రాతిపదికగా సామర్థ్య క్రమాంకనం మరియు SOC క్రమాంకనం విడిగా పూర్తి చేయబడతాయి

బ్యాటరీ అర్రే మేనేజ్‌మెంట్ యూనిట్ (BAU) మొత్తం శక్తి నిల్వ బ్యాటరీ స్టాక్‌లోని బ్యాటరీల యొక్క కేంద్రీకృత నిర్వహణకు బాధ్యత వహిస్తుంది.ఇది వివిధ బ్యాటరీ క్లస్టర్ మేనేజ్‌మెంట్ యూనిట్‌లకు కనెక్ట్ చేస్తుంది మరియు బ్యాటరీ శ్రేణి యొక్క ఆపరేటింగ్ స్థితిపై అభిప్రాయాన్ని అందించడానికి ఇతర పరికరాలతో సమాచారాన్ని మార్పిడి చేస్తుంది.

బ్యాటరీ శ్రేణి యొక్క ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్ నిర్వహణ

BMS సిస్టమ్ స్వీయ తనిఖీ మరియు తప్పు నిర్ధారణ అలారం

బ్యాటరీ ప్యాక్ తప్పు నిర్ధారణ అలారం

బ్యాటరీ శ్రేణిలో వివిధ అసాధారణతలు మరియు లోపాల కోసం భద్రతా రక్షణ

PCS మరియు EMS వంటి ఇతర పరికరాలతో కమ్యూనికేట్ చేయండి

డేటా నిల్వ, ప్రసారం మరియు ప్రాసెసింగ్

బ్యాటరీ నిర్వహణ పొర: వ్యక్తిగత బ్యాటరీల యొక్క వివిధ సమాచారాన్ని (వోల్టేజ్, ఉష్ణోగ్రత) సేకరించడం, బ్యాటరీల SOC మరియు SOHలను లెక్కించడం మరియు విశ్లేషించడం, వ్యక్తిగత బ్యాటరీల క్రియాశీల సమీకరణను సాధించడం మరియు బ్యాటరీ ప్యాక్ యూనిట్ లేయర్ BCMUకి వ్యక్తిగత బ్యాటరీల అసాధారణ సమాచారాన్ని అప్‌లోడ్ చేయడం వంటి బాధ్యత.CAN బాహ్య కమ్యూనికేషన్ ద్వారా, ఇది డైసీ చైన్ ద్వారా పరస్పరం అనుసంధానించబడి ఉంటుంది.

బ్యాటరీ నిర్వహణ పొర: BMU ద్వారా అప్‌లోడ్ చేయబడిన వ్యక్తిగత బ్యాటరీల నుండి వివిధ సమాచారాన్ని సేకరించడం, బ్యాటరీ ప్యాక్ (ప్యాక్ వోల్టేజ్, ప్యాక్ ఉష్ణోగ్రత), బ్యాటరీ ప్యాక్ ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్ కరెంట్‌ల గురించి వివిధ సమాచారాన్ని సేకరించడం, బ్యాటరీ ప్యాక్ యొక్క SOC మరియు SOHలను లెక్కించడం మరియు విశ్లేషించడం బాధ్యత. , మరియు బ్యాటరీ క్లస్టర్ యూనిట్ లేయర్ BAMSకి మొత్తం సమాచారాన్ని అప్‌లోడ్ చేస్తోంది.CAN బాహ్య కమ్యూనికేషన్ ద్వారా, ఇది డైసీ చైన్ ద్వారా పరస్పరం అనుసంధానించబడి ఉంటుంది.

బ్యాటరీ క్లస్టర్ మేనేజ్‌మెంట్ లేయర్: BCMU ద్వారా అప్‌లోడ్ చేయబడిన వివిధ బ్యాటరీ సమాచారాన్ని సేకరించడం మరియు RJ45 ఇంటర్‌ఫేస్ ద్వారా శక్తి నిల్వ పర్యవేక్షణ EMS సిస్టమ్‌కు మొత్తం సమాచారాన్ని అప్‌లోడ్ చేయడం బాధ్యత;PCS (CAN లేదా RS485 ఇంటర్‌ఫేస్)కు బ్యాటరీ యొక్క సంబంధిత అసాధారణ సమాచారాన్ని పంపడానికి PCSతో కమ్యూనికేట్ చేయడం మరియు PCSతో కమ్యూనికేట్ చేయడానికి హార్డ్‌వేర్ డ్రై నోడ్‌లను కలిగి ఉంటుంది.అదనంగా, ఇది బ్యాటరీ సిస్టమ్ BSE (బ్యాటరీ స్టేట్ ఎస్టిమేట్) మూల్యాంకనం, ఎలక్ట్రికల్ సిస్టమ్ స్థితి గుర్తింపు, కాంటాక్టర్ నిర్వహణ, థర్మల్ మేనేజ్‌మెంట్, ఆపరేషన్ మేనేజ్‌మెంట్, ఛార్జింగ్ మేనేజ్‌మెంట్, డయాగ్నస్టిక్ మేనేజ్‌మెంట్ మరియు అంతర్గత మరియు బాహ్య కమ్యూనికేషన్ నెట్‌వర్క్ నిర్వహణను నిర్వహిస్తుంది.CAN ద్వారా సబార్డినేట్‌లతో కమ్యూనికేట్ చేస్తుంది.

3) BMS ఏమి చేస్తుంది?

BMS యొక్క విధులు చాలా ఉన్నాయి, కానీ కోర్ మరియు మనం ఎక్కువగా ఆందోళన చెందేవి మూడు అంశాలు:

ఒకటి సెన్సింగ్ (స్టేట్ మేనేజ్‌మెంట్), ఇది BMS యొక్క ప్రాథమిక విధి.ఇది వోల్టేజ్, రెసిస్టెన్స్, ఉష్ణోగ్రతను కొలుస్తుంది మరియు చివరికి బ్యాటరీ స్థితిని గ్రహిస్తుంది.బ్యాటరీ యొక్క స్థితి ఏమిటి, దాని శక్తి మరియు సామర్థ్యం ఎంత, ఎంత ఆరోగ్యకరమైనది, ఎంత శక్తిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు ఎంత సురక్షితమైనది అని తెలుసుకోవాలనుకుంటున్నాము.ఇది సెన్సింగ్.

రెండవది నిర్వహణ (బ్యాలెన్స్ మేనేజ్‌మెంట్).BMS అనేది బ్యాటరీ యొక్క నానీ అని కొందరు అంటారు.అప్పుడు ఈ నానీ దానిని నిర్వహించాలి.ఏమి నిర్వహించాలి?ఇది బ్యాటరీని వీలైనంత మంచిగా చేయడమే.అత్యంత ప్రాథమికమైనది బ్యాలెన్స్ మేనేజ్‌మెంట్ మరియు థర్మల్ మేనేజ్‌మెంట్.

మూడవది రక్షణ (భద్రతా నిర్వహణ).నానీకి కూడా ఒక పని ఉంది.బ్యాటరీ కొంత స్థితిని కలిగి ఉంటే, అది రక్షించబడాలి మరియు అలారం పెంచాలి.

వాస్తవానికి, నిర్దిష్ట ప్రోటోకాల్‌ల ద్వారా సిస్టమ్ లోపల లేదా వెలుపల డేటాను బదిలీ చేసే కమ్యూనికేషన్ మేనేజ్‌మెంట్ భాగం కూడా ఉంది.

BMS ఆపరేషన్ నియంత్రణ, ఇన్సులేషన్ పర్యవేక్షణ, థర్మల్ మేనేజ్‌మెంట్ మొదలైన అనేక ఇతర విధులను కలిగి ఉంది, అవి ఇక్కడ చర్చించబడలేదు.

 

3.1 అవగాహన - కొలత మరియు అంచనా

వోల్టేజ్, కరెంట్, ఉష్ణోగ్రత మరియు స్థితి వంటి ప్రాథమిక పారామితులతో పాటు SOC మరియు SOH వంటి బ్యాటరీ స్థితి డేటా గణనలతో సహా బ్యాటరీ పారామితులను కొలవడం మరియు అంచనా వేయడం BMS యొక్క ప్రాథమిక విధి.పవర్ బ్యాటరీల ఫీల్డ్ SOP (శక్తి స్థితి) మరియు SOE (శక్తి స్థితి) యొక్క గణనలను కూడా కలిగి ఉంటుంది, అవి ఇక్కడ చర్చించబడవు.మేము విస్తృతంగా ఉపయోగించిన మొదటి రెండు డేటాపై దృష్టి పెడతాము.

సెల్ కొలత

1) ప్రాథమిక సమాచార కొలత: బ్యాటరీ నిర్వహణ వ్యవస్థ యొక్క అత్యంత ప్రాథమిక విధి వ్యక్తిగత బ్యాటరీ కణాల యొక్క వోల్టేజ్, కరెంట్ మరియు ఉష్ణోగ్రతను కొలవడం, ఇది బ్యాటరీ నిర్వహణ వ్యవస్థలోని అన్ని ఉన్నత-స్థాయి లెక్కలు మరియు నియంత్రణ తర్కానికి పునాది.

2) ఇన్సులేషన్ రెసిస్టెన్స్ టెస్టింగ్: బ్యాటరీ మేనేజ్‌మెంట్ సిస్టమ్‌లోని మొత్తం బ్యాటరీ సిస్టమ్ మరియు హై-వోల్టేజ్ సిస్టమ్‌కు ఇన్సులేషన్ టెస్టింగ్ అవసరం.

3) హై-వోల్టేజ్ ఇంటర్‌లాక్ డిటెక్షన్ (HVIL): మొత్తం అధిక-వోల్టేజ్ సిస్టమ్ యొక్క సమగ్రతను నిర్ధారించడానికి మరియు అధిక-వోల్టేజ్ సిస్టమ్ లూప్ యొక్క సమగ్రత రాజీపడినప్పుడు భద్రతా చర్యలను ప్రారంభించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.

SOC గణన

SOC ఛార్జ్ స్థితిని సూచిస్తుంది, ఇది బ్యాటరీ యొక్క మిగిలిన సామర్థ్యం.సరళంగా చెప్పాలంటే, బ్యాటరీలో ఎంత శక్తి మిగిలి ఉంది.

BMSలో SOC అత్యంత ముఖ్యమైన పరామితి, మిగతావన్నీ దానిపై ఆధారపడి ఉంటాయి.అందువల్ల, దాని ఖచ్చితత్వం మరియు పటిష్టత (దీనిని దోష సవరణ సామర్ధ్యం అని కూడా పిలుస్తారు) చాలా ముఖ్యమైనవి.ఖచ్చితమైన SOC లేకుండా, ఏ విధమైన రక్షణ ఫంక్షన్ అయినా BMS సరిగ్గా పని చేయదు, బ్యాటరీ తరచుగా రక్షిత స్థితిలో ఉంటుంది, బ్యాటరీ జీవితకాలాన్ని పొడిగించడం అసాధ్యం.

ప్రస్తుతం, ప్రధాన స్రవంతి SOC అంచనా పద్ధతుల్లో ఓపెన్-సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ పద్ధతి, కరెంట్ ఇంటిగ్రేషన్ పద్ధతి, కల్మాన్ ఫిల్టర్ పద్ధతి మరియు న్యూరల్ నెట్‌వర్క్ పద్ధతి ఉన్నాయి.మొదటి రెండు పద్ధతులు సాధారణంగా ఉపయోగించబడతాయి.తరువాతి రెండు పద్ధతులలో ఇంటిగ్రేషన్ మోడల్స్ మరియు ఆర్టిఫిషియల్ ఇంటెలిజెన్స్ వంటి అధునాతన పరిజ్ఞానం ఉంటుంది, అవి ఇక్కడ వివరించబడలేదు.

ప్రాక్టికల్ అప్లికేషన్‌లలో, బ్యాటరీ ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్ స్థితిని బట్టి వివిధ అల్గారిథమ్‌లు తరచుగా కలయికలో ఉపయోగించబడతాయి.

ఓపెన్ సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ పద్ధతి

ఓపెన్-సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ పద్ధతి యొక్క సూత్రం బ్యాటరీ యొక్క దీర్ఘకాలిక స్టాటిక్ ప్లేస్‌మెంట్ పరిస్థితిలో ఓపెన్-సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ మరియు SOC మధ్య సాపేక్షంగా స్థిరమైన ఫంక్షనల్ సంబంధాన్ని ఉపయోగించడం మరియు తద్వారా ఓపెన్-సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ ఆధారంగా SOCని అంచనా వేయడం.గతంలో సాధారణంగా ఉపయోగించే లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీ ఎలక్ట్రిక్ సైకిల్ SOCని అంచనా వేయడానికి ఈ పద్ధతిని ఉపయోగిస్తుంది.ఓపెన్-సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ పద్ధతి సరళమైనది మరియు అనుకూలమైనది, కానీ అనేక ప్రతికూలతలు కూడా ఉన్నాయి:

1. బ్యాటరీ చాలా కాలం పాటు నిలబడాలి, లేకుంటే ఓపెన్ సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ తక్కువ వ్యవధిలో స్థిరీకరించడం కష్టం;

2. బ్యాటరీలలో వోల్టేజ్ పీఠభూమి ఉంది, ప్రత్యేకించి లిథియం ఐరన్ ఫాస్ఫేట్ బ్యాటరీలు, ఇక్కడ టెర్మినల్ వోల్టేజ్ మరియు SOC కర్వ్ SOC30%-80% పరిధిలో సుమారుగా సరళంగా ఉంటాయి;

3. బ్యాటరీ వేర్వేరు ఉష్ణోగ్రతలు లేదా వివిధ జీవిత దశలలో ఉంటుంది మరియు ఓపెన్ సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ ఒకేలా ఉన్నప్పటికీ, అసలు SOC వ్యత్యాసం పెద్దది కావచ్చు;

దిగువ చిత్రంలో చూపిన విధంగా, మేము ఈ ఎలక్ట్రిక్ సైకిల్‌ను ఉపయోగించినప్పుడు, ప్రస్తుత SOC 100%గా ప్రదర్శించబడితే, వేగవంతం అయినప్పుడు వోల్టేజ్ పడిపోతుంది మరియు శక్తి 80%గా ప్రదర్శించబడవచ్చు.మేము వేగవంతం చేయడాన్ని ఆపివేసినప్పుడు, వోల్టేజ్ పెరుగుతుంది మరియు శక్తి 100%కి తిరిగి వస్తుంది.కాబట్టి మా ఎలక్ట్రిక్ స్కూటర్ పవర్ డిస్‌ప్లే ఖచ్చితమైనది కాదు.మనం ఆపినప్పుడు, దానికి శక్తి ఉంటుంది, కానీ మనం ప్రారంభించినప్పుడు, అది శక్తి అయిపోతుంది.ఇది బ్యాటరీతో సమస్య కాకపోవచ్చు, కానీ BMS యొక్క SoC అల్గారిథమ్ చాలా సరళంగా ఉండటం వల్ల కావచ్చు.

అన్-షి సమగ్ర పద్ధతి

Anshicontinuous ఇంటిగ్రేషన్ పద్ధతి SOC యొక్క నిర్వచనం ద్వారా నిజ సమయంలో SOC విలువను నేరుగా గణిస్తుంది.

ప్రారంభ SOC విలువను బట్టి, బ్యాటరీ కరెంట్‌ని కొలవగలిగినంత కాలం (డిశ్చార్జ్ కరెంట్ సానుకూలంగా ఉంటే), బ్యాటరీ సామర్థ్యంలో మార్పును ప్రస్తుత ఏకీకరణ ద్వారా ఖచ్చితంగా లెక్కించవచ్చు, ఫలితంగా మిగిలిన SOC వస్తుంది.

ఈ పద్ధతి తక్కువ వ్యవధిలో సాపేక్షంగా నమ్మదగిన అంచనా ఫలితాలను కలిగి ఉంది, అయితే ప్రస్తుత సెన్సార్ యొక్క కొలత లోపాలు మరియు బ్యాటరీ సామర్థ్యం యొక్క క్రమంగా క్షీణత కారణంగా, దీర్ఘకాలిక కరెంట్ ఏకీకరణ కొన్ని విచలనాలను పరిచయం చేస్తుంది.అందువల్ల, ఇది సాధారణంగా తక్కువ ఖచ్చితత్వ అవసరాలతో SOC అంచనా కోసం ప్రారంభ విలువను అంచనా వేయడానికి ఓపెన్-సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ పద్ధతితో కలిపి ఉపయోగించబడుతుంది మరియు స్వల్పకాలిక SOC అంచనా కోసం కల్మాన్ ఫిల్టరింగ్ పద్ధతితో కలిపి కూడా ఉపయోగించవచ్చు.

SOC (స్టేట్ ఆఫ్ ఛార్జ్) అనేది BMS యొక్క కోర్ కంట్రోల్ అల్గారిథమ్‌కు చెందినది, ఇది ప్రస్తుత మిగిలిన సామర్థ్య స్థితిని సూచిస్తుంది.ఇది ప్రధానంగా ఆంపియర్-అవర్ ఇంటిగ్రేషన్ పద్ధతి మరియు EKF (ఎక్స్‌టెండెడ్ కల్మాన్ ఫిల్టర్) అల్గోరిథం, దిద్దుబాటు వ్యూహాలతో కలిపి సాధించబడుతుంది (ఓపెన్-సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ కరెక్షన్, ఫుల్-ఛార్జ్ కరెక్షన్, ఛార్జింగ్ ఎండ్ కరెక్షన్, వివిధ ఉష్ణోగ్రతల కింద కెపాసిటీ కరెక్షన్ మరియు SOH, మొదలైనవి).ప్రస్తుత సముపార్జన ఖచ్చితత్వాన్ని నిర్ధారించే పరిస్థితిలో ఆంపియర్-అవర్ ఇంటిగ్రేషన్ పద్ధతి సాపేక్షంగా నమ్మదగినది, కానీ అది దృఢమైనది కాదు.లోపాల సంచితం కారణంగా, ఇది దిద్దుబాటు వ్యూహాలతో కలిపి ఉండాలి.EKF పద్ధతి పటిష్టమైనది కానీ అల్గోరిథం సాపేక్షంగా సంక్లిష్టమైనది మరియు అమలు చేయడం కష్టం.దేశీయ ప్రధాన స్రవంతి తయారీదారులు గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద 6% కంటే తక్కువ ఖచ్చితత్వాన్ని సాధించగలరు, అయితే అధిక మరియు తక్కువ ఉష్ణోగ్రతలు మరియు బ్యాటరీ క్షీణత వద్ద అంచనా వేయడం కష్టం.

SOC దిద్దుబాటు

ప్రస్తుత హెచ్చుతగ్గుల కారణంగా, అంచనా వేయబడిన SOC సరికానిది కావచ్చు మరియు వివిధ దిద్దుబాటు వ్యూహాలను అంచనా ప్రక్రియలో చేర్చడం అవసరం.

 

SOH గణన

SOH ఆరోగ్య స్థితిని సూచిస్తుంది, ఇది బ్యాటరీ యొక్క ప్రస్తుత ఆరోగ్య స్థితిని సూచిస్తుంది (లేదా బ్యాటరీ క్షీణత స్థాయి).ఇది సాధారణంగా 0 మరియు 100% మధ్య విలువగా సూచించబడుతుంది, బ్యాటరీ ఇకపై ఉపయోగించబడదని సూచించడానికి సాధారణంగా 80% కంటే తక్కువ విలువలు పరిగణించబడతాయి.ఇది బ్యాటరీ సామర్థ్యం లేదా అంతర్గత నిరోధకతలో మార్పుల ద్వారా సూచించబడుతుంది.కెపాసిటీని ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు, బ్యాటరీ యొక్క ఆపరేటింగ్ ప్రాసెస్ నుండి డేటా ఆధారంగా ప్రస్తుత బ్యాటరీ యొక్క వాస్తవ సామర్థ్యం అంచనా వేయబడుతుంది మరియు రేటింగ్ సామర్థ్యానికి దీని నిష్పత్తి SOH.బ్యాటరీ క్షీణిస్తున్నప్పుడు ఖచ్చితమైన SOH ఇతర మాడ్యూళ్ల అంచనా ఖచ్చితత్వాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది.

పరిశ్రమలో SOH యొక్క రెండు విభిన్న నిర్వచనాలు ఉన్నాయి:

సామర్థ్యం ఫేడ్ ఆధారంగా SOH నిర్వచనం

లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలను ఉపయోగించే సమయంలో, బ్యాటరీ లోపల క్రియాశీల పదార్థం క్రమంగా తగ్గుతుంది, అంతర్గత నిరోధకత పెరుగుతుంది మరియు సామర్థ్యం క్షీణిస్తుంది.కాబట్టి, SOH బ్యాటరీ సామర్థ్యం ద్వారా అంచనా వేయబడుతుంది.బ్యాటరీ యొక్క ఆరోగ్య స్థితి ప్రారంభ సామర్థ్యానికి ప్రస్తుత సామర్థ్యం యొక్క నిష్పత్తిగా వ్యక్తీకరించబడింది మరియు దాని SOH ఇలా నిర్వచించబడింది:

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

ఎక్కడ: C_fade అనేది బ్యాటరీ యొక్క కోల్పోయిన సామర్థ్యం;C_standard అనేది నామమాత్రపు సామర్థ్యం.

IEEE ప్రమాణం 1188-1996 పవర్ బ్యాటరీ సామర్థ్యం 80%కి పడిపోయినప్పుడు, బ్యాటరీని మార్చాలని నిర్దేశిస్తుంది.అందువల్ల, బ్యాటరీ SOH 80% కంటే తక్కువగా ఉన్నప్పుడు అందుబాటులో లేదని మేము సాధారణంగా పరిగణిస్తాము.

పవర్ అటెన్యుయేషన్ (పవర్ ఫేడ్) ఆధారంగా SOH నిర్వచనం

దాదాపు అన్ని రకాల బ్యాటరీల వృద్ధాప్యం బ్యాటరీ అంతర్గత నిరోధకత పెరుగుదలకు దారి తీస్తుంది.బ్యాటరీ యొక్క అంతర్గత నిరోధకత ఎక్కువ, అందుబాటులో ఉన్న శక్తి తక్కువగా ఉంటుంది.కాబట్టి, పవర్ అటెన్యుయేషన్ ఉపయోగించి SOHని అంచనా వేయవచ్చు.

3.2 నిర్వహణ - సమతుల్య సాంకేతికత

ప్రతి బ్యాటరీకి దాని స్వంత "వ్యక్తిత్వం" ఉంటుంది

బ్యాలెన్స్ గురించి మాట్లాడాలంటే, మనం బ్యాటరీలతో ప్రారంభించాలి.అదే తయారీదారుచే అదే బ్యాచ్‌లో ఉత్పత్తి చేయబడిన బ్యాటరీలు కూడా వాటి స్వంత జీవిత చక్రాలను మరియు "వ్యక్తిగతాలను" కలిగి ఉంటాయి - ప్రతి బ్యాటరీ సామర్థ్యం సరిగ్గా ఒకే విధంగా ఉండదు.ఈ అస్థిరతకు రెండు కారణాలు ఉన్నాయి:

ఒకటి కణ ఉత్పత్తి యొక్క అస్థిరత

ఒకటి ఎలెక్ట్రోకెమికల్ రియాక్షన్స్ యొక్క అస్థిరత.

ఉత్పత్తి అస్థిరత

ఉత్పత్తి అసమానతలు అర్థం చేసుకోవడం సులభం.ఉదాహరణకు, ఉత్పత్తి ప్రక్రియలో, డయాఫ్రాగమ్ అసమానతలు మరియు కాథోడ్ మరియు యానోడ్ మెటీరియల్ అసమానతలు మొత్తం బ్యాటరీ సామర్థ్యం అసమానతలకు దారితీస్తాయి.ప్రామాణిక 50AH బ్యాటరీ 49AH లేదా 51AHగా మారవచ్చు.

ఎలెక్ట్రోకెమికల్ అస్థిరత

ఎలక్ట్రోకెమిస్ట్రీ యొక్క అస్థిరత ఏమిటంటే, బ్యాటరీ ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్ ప్రక్రియలో, రెండు కణాల ఉత్పత్తి మరియు ప్రాసెసింగ్ ఒకేలా ఉన్నప్పటికీ, ఎలెక్ట్రోకెమికల్ రియాక్షన్ ప్రక్రియలో థర్మల్ వాతావరణం ఎప్పుడూ స్థిరంగా ఉండదు.ఉదాహరణకు, బ్యాటరీ మాడ్యూళ్లను తయారు చేసేటప్పుడు, పరిసర రింగ్ యొక్క ఉష్ణోగ్రత మధ్యలో కంటే తక్కువగా ఉండాలి.ఇది ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్ మొత్తాల మధ్య దీర్ఘకాలిక అసమానతను కలిగిస్తుంది, ఇది అస్థిరమైన బ్యాటరీ సెల్ కెపాసిటీకి దారి తీస్తుంది;బ్యాటరీ సెల్‌పై SEI ఫిల్మ్ యొక్క ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్ కరెంట్‌లు చాలా కాలం పాటు అస్థిరంగా ఉన్నప్పుడు, SEI ఫిల్మ్ యొక్క వృద్ధాప్యం కూడా అస్థిరంగా ఉంటుంది.

*SEI ఫిల్మ్: “సాలిడ్ ఎలక్ట్రోలైట్ ఇంటర్‌ఫేస్” (సాలిడ్ ఎలక్ట్రోలైట్ ఇంటర్‌ఫేస్).లిక్విడ్ లిథియం అయాన్ బ్యాటరీ యొక్క మొదటి ఛార్జ్ ఉత్సర్గ ప్రక్రియలో, ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థం ఘన-ద్రవ దశ ఇంటర్‌ఫేస్‌పై ఎలక్ట్రోలైట్‌తో చర్య జరిపి ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థం యొక్క ఉపరితలంపై ఒక నిష్క్రియ పొరను ఏర్పరుస్తుంది.SEI ఫిల్మ్ ఒక ఎలక్ట్రానిక్ ఇన్సులేటర్ కానీ లిథియం అయాన్ల యొక్క అద్భుతమైన కండక్టర్, ఇది ఎలక్ట్రోడ్‌ను రక్షించడమే కాకుండా బ్యాటరీ పనితీరును కూడా ప్రభావితం చేయదు.SEI ఫిల్మ్ యొక్క వృద్ధాప్యం బ్యాటరీ ఆరోగ్యంపై గణనీయమైన ప్రభావాన్ని చూపుతుంది.

అందువల్ల, బ్యాటరీ ప్యాక్‌ల యొక్క ఏకరూపత (లేదా విచక్షణ) బ్యాటరీ ఆపరేషన్ యొక్క అనివార్యమైన అభివ్యక్తి.

బ్యాలెన్స్ ఎందుకు అవసరం

బ్యాటరీలు భిన్నంగా ఉంటాయి, కాబట్టి వాటిని ఒకే విధంగా చేయడానికి ఎందుకు ప్రయత్నించకూడదు?ఎందుకంటే అస్థిరత బ్యాటరీ ప్యాక్ పనితీరును ప్రభావితం చేస్తుంది.

సిరీస్‌లోని బ్యాటరీ ప్యాక్ షార్ట్-బ్యారెల్ ప్రభావాన్ని అనుసరిస్తుంది: సిరీస్‌లోని బ్యాటరీ ప్యాక్ సిస్టమ్‌లో, మొత్తం బ్యాటరీ ప్యాక్ సిస్టమ్ సామర్థ్యం చిన్న సింగిల్ యూనిట్ ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.

మనకు మూడు బ్యాటరీలతో కూడిన బ్యాటరీ ప్యాక్ ఉందని అనుకుందాం:

అధిక ఛార్జింగ్ మరియు ఓవర్ డిశ్చార్జింగ్ బ్యాటరీలను తీవ్రంగా దెబ్బతీస్తాయని తెలుసు.అందువల్ల, ఛార్జింగ్ సమయంలో బ్యాటరీ B పూర్తిగా ఛార్జ్ అయినప్పుడు లేదా డిశ్చార్జింగ్ సమయంలో బ్యాటరీ B యొక్క SoC చాలా తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, B బ్యాటరీని రక్షించడానికి ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్‌ను నిలిపివేయడం అవసరం. ఫలితంగా, A మరియు C బ్యాటరీల శక్తి పూర్తిగా ఉండదు. వినియోగించారు.

ఇది దారి తీస్తుంది:

బ్యాటరీ ప్యాక్ యొక్క అసలు ఉపయోగించగల సామర్థ్యం తగ్గిపోయింది: అందుబాటులో ఉన్న సామర్థ్యాన్ని ఉపయోగించగల బ్యాటరీ A మరియు C, బ్యాటరీ Bకి అనుగుణంగా ఇప్పుడు అలా చేయలేక పోతున్నాయి. ఇది మూడు కాళ్లపై ఇద్దరు వ్యక్తులు ఒకదానితో ఒకటి కట్టివేయబడినట్లుగా ఉంది. పొడవైన వ్యక్తి పెద్ద అడుగులు వేయలేడు.

తగ్గిన బ్యాటరీ జీవితం: చిన్న స్ట్రైడ్ పొడవుకు మరిన్ని దశలు అవసరమవుతాయి మరియు కాళ్లను మరింత అలసిపోయేలా చేస్తుంది.తగ్గిన సామర్థ్యంతో, ఛార్జ్ మరియు ఉత్సర్గ చక్రాల సంఖ్య పెరుగుతుంది, ఫలితంగా ఎక్కువ బ్యాటరీ క్షీణత ఏర్పడుతుంది.ఉదాహరణకు, ఒక సెల్ 100% DoD వద్ద 4000 చక్రాలను సాధించగలదు, కానీ వాస్తవ ఉపయోగంలో అది 100%కి చేరుకోదు మరియు చక్రాల సంఖ్య ఖచ్చితంగా 4000కి చేరదు.

*DoD, డిచ్ఛార్జ్ యొక్క లోతు, బ్యాటరీ యొక్క రేట్ సామర్థ్యానికి బ్యాటరీ డిచ్ఛార్జ్ సామర్థ్యం శాతాన్ని సూచిస్తుంది.

బ్యాటరీల అస్థిరత బ్యాటరీ ప్యాక్ పనితీరులో తగ్గుదలకు దారితీస్తుంది.బ్యాటరీ మాడ్యూల్ యొక్క పరిమాణం పెద్దగా ఉన్నప్పుడు, బ్యాటరీల యొక్క బహుళ స్ట్రింగ్‌లు శ్రేణిలో అనుసంధానించబడి ఉంటాయి మరియు పెద్ద సింగిల్ వోల్టేజ్ వ్యత్యాసం మొత్తం పెట్టె సామర్థ్యాన్ని తగ్గిస్తుంది.సిరీస్‌లో ఎక్కువ బ్యాటరీలు కనెక్ట్ చేయబడితే, అవి ఎక్కువ సామర్థ్యాన్ని కోల్పోతాయి.అయినప్పటికీ, మా అప్లికేషన్‌లలో, ముఖ్యంగా శక్తి నిల్వ సిస్టమ్ అప్లికేషన్‌లలో, రెండు ముఖ్యమైన అవసరాలు ఉన్నాయి:

మొదటిది లాంగ్-లైఫ్ బ్యాటరీ, ఇది ఆపరేషన్ మరియు నిర్వహణ ఖర్చులను బాగా తగ్గిస్తుంది.శక్తి నిల్వ వ్యవస్థ బ్యాటరీ ప్యాక్ యొక్క జీవితానికి అధిక అవసరాలను కలిగి ఉంది.దేశీయ వాటిలో చాలా వరకు 15 సంవత్సరాలు రూపొందించబడ్డాయి.మేము సంవత్సరానికి 300 చక్రాలను ఊహిస్తే, 15 సంవత్సరాలు 4500 చక్రాలు, ఇది ఇప్పటికీ చాలా ఎక్కువ.మేము ప్రతి బ్యాటరీ యొక్క జీవితాన్ని గరిష్టంగా పెంచాలి, తద్వారా మొత్తం బ్యాటరీ ప్యాక్ యొక్క మొత్తం జీవితకాలం సాధ్యమైనంత వరకు డిజైన్ జీవితాన్ని చేరుకోగలదు మరియు బ్యాటరీ ప్యాక్ యొక్క జీవితంపై బ్యాటరీ వ్యాప్తి ప్రభావాన్ని తగ్గిస్తుంది.

రెండవ డీప్ సైకిల్, ముఖ్యంగా పీక్ షేవింగ్ యొక్క అప్లికేషన్ దృష్టాంతంలో, మరో kWh విద్యుత్‌ను విడుదల చేయడం వలన మరో పాయింట్ రాబడి వస్తుంది.అంటే, మేము 80%DoD లేదా 90%DoD చేస్తాము.ఎనర్జీ స్టోరేజ్ సిస్టమ్‌లో డీప్ సైకిల్ ఉపయోగించినప్పుడు, టెయిల్ డిశ్చార్జ్ సమయంలో బ్యాటరీ చెదరగొట్టడం మానిఫెస్ట్ అవుతుంది.అందువల్ల, డీప్ ఛార్జింగ్ మరియు డీప్ డిశ్చార్జింగ్ పరిస్థితిలో ప్రతి ఒక్క సెల్ యొక్క సామర్థ్యాన్ని పూర్తిగా విడుదల చేయడానికి, శక్తి నిల్వ BMS బలమైన ఈక్వలైజేషన్ మేనేజ్‌మెంట్ సామర్థ్యాలను కలిగి ఉండటం మరియు బ్యాటరీ కణాల మధ్య స్థిరత్వం సంభవించడాన్ని అణిచివేసేందుకు అవసరం. .

ఈ రెండు అవసరాలు బ్యాటరీ అస్థిరతకు సరిగ్గా విరుద్ధంగా ఉన్నాయి.మరింత సమర్థవంతమైన బ్యాటరీ ప్యాక్ అప్లికేషన్‌లను సాధించడానికి, బ్యాటరీ అస్థిరత యొక్క ప్రభావాన్ని తగ్గించడానికి మేము మరింత ప్రభావవంతమైన బ్యాలెన్సింగ్ టెక్నాలజీని కలిగి ఉండాలి.

సమతౌల్య సాంకేతికత

బ్యాటరీ ఈక్వలైజేషన్ టెక్నాలజీ అనేది వివిధ సామర్థ్యాలు కలిగిన బ్యాటరీలను ఒకే విధంగా చేయడానికి ఒక మార్గం.రెండు సాధారణ సమీకరణ పద్ధతులు ఉన్నాయి: శక్తి వెదజల్లడం ఏకదిశాత్మక ఈక్వలైజేషన్ (నిష్క్రియ ఈక్వలైజేషన్) మరియు శక్తి బదిలీ ద్విదిశాత్మక ఈక్వలైజేషన్ (యాక్టివ్ ఈక్వలైజేషన్).

(1) నిష్క్రియ సంతులనం

నిష్క్రియ ఈక్వలైజేషన్ సూత్రం బ్యాటరీల యొక్క ప్రతి స్ట్రింగ్‌పై స్విచ్ చేయగల డిశ్చార్జ్ రెసిస్టర్‌ను సమాంతరంగా ఉంచడం.BMS అధిక వోల్టేజ్ కణాలను విడుదల చేయడానికి ఉత్సర్గ నిరోధకాన్ని నియంత్రిస్తుంది, విద్యుత్ శక్తిని వేడిగా వెదజల్లుతుంది.ఉదాహరణకు, బ్యాటరీ B దాదాపు పూర్తిగా ఛార్జ్ అయినప్పుడు, బ్యాటరీ Bపై ఉన్న నిరోధకం అదనపు విద్యుత్ శక్తిని వేడిగా వెదజల్లడానికి స్విచ్ తెరవబడుతుంది.A మరియు C బ్యాటరీలు కూడా పూర్తిగా ఛార్జ్ అయ్యే వరకు ఛార్జింగ్ కొనసాగుతుంది.

ఈ పద్ధతి అధిక-వోల్టేజ్ కణాలను మాత్రమే విడుదల చేయగలదు మరియు తక్కువ సామర్థ్యం గల కణాలను రీఛార్జ్ చేయదు.ఉత్సర్గ నిరోధకత యొక్క శక్తి పరిమితి కారణంగా, ఈక్వలైజేషన్ కరెంట్ సాధారణంగా చిన్నది (1A కంటే తక్కువ).

నిష్క్రియ సమీకరణ యొక్క ప్రయోజనాలు తక్కువ ధర మరియు సాధారణ సర్క్యూట్ డిజైన్;ప్రతికూలతలు ఏమిటంటే, ఈక్వలైజేషన్ కోసం ఇది అతి తక్కువ మిగిలిన బ్యాటరీ సామర్థ్యంపై ఆధారపడి ఉంటుంది, ఇది తక్కువ మిగిలిన సామర్థ్యంతో బ్యాటరీల సామర్థ్యాన్ని పెంచదు మరియు 100% సమానమైన శక్తి వేడి రూపంలో వృధా అవుతుంది.

(2) యాక్టివ్ బ్యాలెన్స్

అల్గారిథమ్‌ల ద్వారా, బ్యాటరీల యొక్క బహుళ స్ట్రింగ్‌లు అధిక-వోల్టేజ్ కణాల శక్తిని శక్తి నిల్వ భాగాలను ఉపయోగించి తక్కువ-వోల్టేజ్ కణాలకు బదిలీ చేస్తాయి, అధిక-వోల్టేజ్ బ్యాటరీలను విడుదల చేస్తాయి మరియు తక్కువ-వోల్టేజ్ కణాలను ఛార్జ్ చేయడానికి విడుదల చేసిన శక్తిని ఉపయోగిస్తాయి.శక్తి ప్రధానంగా వెదజల్లబడకుండా బదిలీ చేయబడుతుంది.

ఈ విధంగా, ఛార్జింగ్ సమయంలో, బ్యాటరీ B, ముందుగా 100% వోల్టేజ్‌కు చేరుకుంటుంది, A మరియు Cలకు విడుదల అవుతుంది మరియు మూడు బ్యాటరీలు పూర్తిగా ఛార్జ్ చేయబడతాయి.డిశ్చార్జ్ సమయంలో, బ్యాటరీ B యొక్క మిగిలిన ఛార్జ్ చాలా తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, A మరియు C "ఛార్జ్" B, తద్వారా సెల్ B అంత త్వరగా డిశ్చార్జ్‌ని ఆపడానికి SOC థ్రెషోల్డ్‌ని చేరుకోదు.

క్రియాశీల బ్యాలెన్సింగ్ టెక్నాలజీ యొక్క ప్రధాన లక్షణాలు

(1) బ్యాటరీ ప్యాక్ యొక్క సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడానికి అధిక మరియు తక్కువ వోల్టేజీని సమతుల్యం చేయండి: ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్ సమయంలో మరియు విశ్రాంతి సమయంలో, అధిక-వోల్టేజ్ బ్యాటరీలు విడుదల చేయబడతాయి మరియు తక్కువ-వోల్టేజ్ బ్యాటరీలను ఛార్జ్ చేయవచ్చు;

(2) తక్కువ-నష్టం శక్తి బదిలీ: శక్తి కేవలం కోల్పోకుండా కాకుండా ప్రధానంగా బదిలీ చేయబడుతుంది, విద్యుత్ వినియోగం యొక్క సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది;

(3) పెద్ద సమతౌల్య ప్రవాహం: సాధారణంగా, సమతౌల్య ప్రవాహం 1 మరియు 10A మధ్య ఉంటుంది మరియు సమతౌల్యం వేగంగా ఉంటుంది;

యాక్టివ్ ఈక్వలైజేషన్‌కు సంబంధిత సర్క్యూట్‌లు మరియు ఎనర్జీ స్టోరేజ్ పరికరాల కాన్ఫిగరేషన్ అవసరం, ఇది పెద్ద వాల్యూమ్ మరియు పెరిగిన ధరకు దారితీస్తుంది.ఈ రెండు షరతులు కలిసి క్రియాశీల సమీకరణను ప్రోత్సహించడం మరియు వర్తింపజేయడం సులభం కాదని నిర్ణయిస్తాయి.

అదనంగా, క్రియాశీల ఈక్వలైజేషన్ ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్ ప్రక్రియ అంతర్లీనంగా బ్యాటరీ యొక్క సైకిల్ జీవితాన్ని పెంచుతుంది.బ్యాలెన్స్ సాధించడానికి ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్ అవసరమయ్యే సెల్‌ల కోసం, అదనపు పనిభారం సాధారణ కణాల వృద్ధాప్యాన్ని మించిపోయేలా చేస్తుంది, ఫలితంగా ఇతర కణాలతో ఎక్కువ పనితీరు అంతరం ఏర్పడుతుంది.

పైన పేర్కొన్న రెండు వ్యక్తీకరణలు డిస్సిపేటివ్ ఈక్విలిబ్రియం మరియు నాన్-డిసిపేటివ్ ఈక్విలిబ్రియంకు అనుగుణంగా ఉండాలని కొందరు నిపుణులు విశ్వసిస్తున్నారు.ఇది సక్రియంగా ఉందా లేదా నిష్క్రియంగా ఉందా అనేది సమతౌల్య ప్రక్రియను ప్రేరేపించే సంఘటనపై ఆధారపడి ఉండాలి.సిస్టమ్ నిష్క్రియంగా ఉండాల్సిన స్థితికి చేరుకుంటే, అది నిష్క్రియం.ఇది మానవులచే సెట్ చేయబడితే, సమతుల్యత అవసరం లేనప్పుడు సమతౌల్య ప్రోగ్రామ్‌ను సెట్ చేయడాన్ని క్రియాశీల సమతౌల్యం అంటారు.

ఉదాహరణకు, ఉత్సర్గ ముగింపులో ఉన్నప్పుడు, అత్యల్ప వోల్టేజ్ సెల్ ఉత్సర్గ కట్-ఆఫ్ వోల్టేజ్‌కు చేరుకుంది, అయితే ఇతర కణాలు ఇప్పటికీ శక్తిని కలిగి ఉంటాయి.ఈ సమయంలో, సాధ్యమైనంత ఎక్కువ విద్యుత్తును విడుదల చేయడానికి, వ్యవస్థ అధిక-శక్తి కణాల యొక్క విద్యుత్తును తక్కువ-శక్తి కణాలకు బదిలీ చేస్తుంది, మొత్తం శక్తి విడుదలయ్యే వరకు ఉత్సర్గ ప్రక్రియను కొనసాగించడానికి అనుమతిస్తుంది.ఇది నిష్క్రియ సమీకరణ ప్రక్రియ.ఇంకా 40% పవర్ మిగిలి ఉన్నప్పుడు డిశ్చార్జ్ చివరిలో అసమతుల్యత ఉంటుందని సిస్టమ్ అంచనా వేస్తే, అది క్రియాశీల సమీకరణ ప్రక్రియను ప్రారంభిస్తుంది.

క్రియాశీల సమీకరణ కేంద్రీకృత మరియు వికేంద్రీకృత పద్ధతులుగా విభజించబడింది.కేంద్రీకృత సమీకరణ పద్ధతి మొత్తం బ్యాటరీ ప్యాక్ నుండి శక్తిని పొందుతుంది, ఆపై తక్కువ శక్తితో బ్యాటరీలకు శక్తిని అందించడానికి శక్తి మార్పిడి పరికరాన్ని ఉపయోగిస్తుంది.వికేంద్రీకృత ఈక్వలైజేషన్ అనేది ప్రక్కనే ఉన్న బ్యాటరీల మధ్య శక్తి నిల్వ లింక్‌ను కలిగి ఉంటుంది, ఇది ఒక ఇండక్టర్ లేదా కెపాసిటర్ కావచ్చు, ఇది ప్రక్కనే ఉన్న బ్యాటరీల మధ్య శక్తిని ప్రవహించేలా చేస్తుంది.

ప్రస్తుత బ్యాలెన్స్ కంట్రోల్ స్ట్రాటజీలో, సెల్ వోల్టేజీని కంట్రోల్ టార్గెట్ పారామీటర్‌గా తీసుకునే వారు ఉన్నారు మరియు SOCని బ్యాలెన్స్ కంట్రోల్ టార్గెట్ పారామీటర్‌గా ఉపయోగించడాన్ని ప్రతిపాదించే వారు కూడా ఉన్నారు.సెల్ వోల్టేజీని ఉదాహరణగా తీసుకుంటే.

మొదట, సమీకరణను ప్రారంభించడం మరియు ముగించడం కోసం ఒక జత థ్రెషోల్డ్ విలువలను సెట్ చేయండి: ఉదాహరణకు, బ్యాటరీల సెట్‌లో, ఒక సెల్ యొక్క తీవ్ర వోల్టేజ్ మరియు సెట్ యొక్క సగటు వోల్టేజ్ మధ్య వ్యత్యాసం 50mVకి చేరుకున్నప్పుడు, ఈక్వలైజేషన్ ప్రారంభించబడుతుంది మరియు ఎప్పుడు ఇది 5mVకి చేరుకుంటుంది, సమీకరణ ముగిసింది.

BMS స్థిరమైన సముపార్జన చక్రం ప్రకారం ప్రతి సెల్ యొక్క వోల్టేజీని సేకరిస్తుంది, సగటు విలువను గణిస్తుంది, ఆపై ప్రతి సెల్ వోల్టేజ్ మరియు సగటు విలువ మధ్య వ్యత్యాసాన్ని గణిస్తుంది;

గరిష్ట వ్యత్యాసం 50mVకి చేరుకుంటే, BMS సమీకరణ ప్రక్రియను ప్రారంభించాలి;

తేడా విలువలు 5mV కంటే తక్కువగా ఉండే వరకు సమీకరణ ప్రక్రియలో 2వ దశను కొనసాగించండి, ఆపై సమీకరణను ముగించండి.

అన్ని BMSలకు ఈ దశ అవసరం లేదని గమనించాలి మరియు బ్యాలెన్స్ పద్ధతిని బట్టి తదుపరి వ్యూహాలు మారవచ్చు.

బ్యాలెన్స్ టెక్నాలజీ కూడా బ్యాటరీ రకానికి సంబంధించినది.యాక్టివ్ బ్యాలెన్స్‌కు LFP మరింత అనుకూలంగా ఉంటుందని సాధారణంగా నమ్ముతారు, అయితే టెర్నరీ బ్యాటరీలు నిష్క్రియ బ్యాలెన్స్‌కు అనుకూలంగా ఉంటాయి.

BMSలో తీవ్రమైన పోటీ దశకు ఖర్చు మరియు విశ్వసనీయత ఎక్కువగా మద్దతు ఇస్తుంది.ప్రస్తుతం, యాక్టివ్ బ్యాలెన్సింగ్ యొక్క ప్రయోగాత్మక ధృవీకరణ ఇంకా సాధించబడలేదు.ఫంక్షనల్ భద్రత స్థాయి ASIL-C మరియు ASIL-D వైపు కదులుతుందని అంచనా వేయబడింది, అయితే ఖర్చు చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది.అందువల్ల, ప్రస్తుత పెద్ద కంపెనీలు చురుకైన బ్యాలెన్సింగ్ పరిశోధన గురించి జాగ్రత్తగా ఉన్నాయి.కొన్ని పెద్ద కర్మాగారాలు బ్యాలెన్సింగ్ మాడ్యూల్‌ను రద్దు చేయాలని మరియు ఇంధన వాహనాల నిర్వహణ మాదిరిగానే అన్ని బ్యాలెన్సింగ్‌లను బాహ్యంగా నిర్వహించాలని కోరుతున్నాయి.వాహనం నిర్దిష్ట దూరం ప్రయాణించిన ప్రతిసారీ, అది బాహ్య బ్యాలెన్సింగ్ కోసం 4S స్టోర్‌కి వెళుతుంది.ఇది మొత్తం వాహనం BMS ధరను తగ్గిస్తుంది మరియు సంబంధిత 4S స్టోర్‌కు కూడా ప్రయోజనం చేకూరుస్తుంది.ఇది అన్ని పార్టీలకు కలిసొచ్చే పరిస్థితి.అందువల్ల, వ్యక్తిగతంగా, ఇది ఒక ధోరణిగా మారవచ్చని నేను అర్థం చేసుకున్నాను!

3.3 రక్షణ - తప్పు నిర్ధారణ మరియు అలారం

BMS పర్యవేక్షణ విద్యుత్ వ్యవస్థ యొక్క హార్డ్‌వేర్‌తో సరిపోలింది మరియు ఇది బ్యాటరీ యొక్క విభిన్న పనితీరు పరిస్థితులకు అనుగుణంగా వివిధ వైఫల్య స్థాయిలుగా (చిన్న వైఫల్యం, తీవ్రమైన వైఫల్యం, ప్రాణాంతక వైఫల్యం) విభజించబడింది.వివిధ వైఫల్య స్థాయిలలో విభిన్న నిర్వహణ చర్యలు తీసుకోబడతాయి: హెచ్చరిక, విద్యుత్ పరిమితి లేదా ప్రత్యక్ష అధిక-వోల్టేజ్ కట్-ఆఫ్.వైఫల్యాలలో డేటా సేకరణ మరియు హేతుబద్ధత వైఫల్యాలు, విద్యుత్ వైఫల్యాలు (సెన్సర్లు మరియు యాక్యుయేటర్లు), కమ్యూనికేషన్ వైఫల్యాలు మరియు బ్యాటరీ స్థితి వైఫల్యాలు ఉన్నాయి.

ఒక సాధారణ ఉదాహరణ ఏమిటంటే, బ్యాటరీ వేడెక్కినప్పుడు, సేకరించిన బ్యాటరీ ఉష్ణోగ్రత ఆధారంగా బ్యాటరీ వేడెక్కుతున్నట్లు BMS నిర్ధారిస్తుంది, ఆపై డిస్‌కనెక్ట్ చేయడానికి ఈ బ్యాటరీ యొక్క సర్క్యూట్‌ను నియంత్రిస్తుంది, వేడెక్కడం రక్షణను నిర్వహిస్తుంది మరియు EMS వంటి నిర్వహణ వ్యవస్థలకు హెచ్చరికను పంపుతుంది.

3.4 కమ్యూనికేషన్

BMS యొక్క సాధారణ ఆపరేషన్ దాని కమ్యూనికేషన్ ఫంక్షన్ నుండి వేరు చేయబడదు.బ్యాటరీ నిర్వహణ సమయంలో బ్యాటరీని నియంత్రిస్తున్నా, బ్యాటరీ స్థితిని బాహ్య ప్రపంచానికి ప్రసారం చేసినా లేదా నియంత్రణ సూచనలను స్వీకరించినా, స్థిరమైన కమ్యూనికేషన్ అవసరం.

పవర్ బ్యాటరీ సిస్టమ్‌లో, BMS యొక్క ఒక చివర బ్యాటరీకి అనుసంధానించబడి ఉంటుంది మరియు మరొక చివర మొత్తం వాహనం యొక్క నియంత్రణ మరియు ఎలక్ట్రానిక్ సిస్టమ్‌లకు అనుసంధానించబడి ఉంటుంది.మొత్తం పర్యావరణం CAN ప్రోటోకాల్‌ను ఉపయోగిస్తుంది, అయితే బ్యాటరీ ప్యాక్ యొక్క అంతర్గత భాగాల మధ్య అంతర్గత CANని ఉపయోగించడం మరియు బ్యాటరీ ప్యాక్ మరియు మొత్తం వాహనం మధ్య వాహన CANని ఉపయోగించడం మధ్య వ్యత్యాసం ఉంది.

దీనికి విరుద్ధంగా, శక్తి నిల్వ BMS మరియు అంతర్గత కమ్యూనికేషన్ ప్రాథమికంగా CAN ప్రోటోకాల్‌ను ఉపయోగిస్తాయి, అయితే దాని బాహ్య కమ్యూనికేషన్ (బాహ్య ప్రధానంగా శక్తి నిల్వ పవర్ స్టేషన్ డిస్పాచింగ్ సిస్టమ్ PCSని సూచిస్తుంది) తరచుగా ఇంటర్నెట్ ప్రోటోకాల్ ఫార్మాట్‌లు TCP/IP ప్రోటోకాల్ మరియు మోడ్‌బస్ ప్రోటోకాల్‌లను ఉపయోగిస్తుంది.

4) శక్తి నిల్వ BMS

శక్తి నిల్వ BMS తయారీదారులు సాధారణంగా పవర్ బ్యాటరీ BMS నుండి ఉద్భవించారు, కాబట్టి అనేక నమూనాలు మరియు నిబంధనలు చారిత్రక మూలాలను కలిగి ఉన్నాయి

ఉదాహరణకు, పవర్ బ్యాటరీని సాధారణంగా BMU (బ్యాటరీ మానిటర్ యూనిట్) మరియు BCU (బ్యాటరీ కంట్రోల్ యూనిట్)గా విభజించారు, మొదటిది డేటాను సేకరిస్తుంది మరియు రెండోది దానిని నియంత్రిస్తుంది.

బ్యాటరీ సెల్ అనేది ఎలెక్ట్రోకెమికల్ ప్రక్రియ అయినందున, బహుళ బ్యాటరీ కణాలు బ్యాటరీని ఏర్పరుస్తాయి.ప్రతి బ్యాటరీ సెల్ యొక్క లక్షణాల కారణంగా, తయారీ ప్రక్రియ ఎంత ఖచ్చితమైనది అయినప్పటికీ, ప్రతి బ్యాటరీ సెల్‌లో కాలక్రమేణా మరియు పర్యావరణాన్ని బట్టి లోపాలు మరియు అసమానతలు ఉంటాయి.అందువల్ల, బ్యాటరీ నిర్వహణ వ్యవస్థ అనేది పరిమిత పారామితుల ద్వారా బ్యాటరీ యొక్క ప్రస్తుత స్థితిని అంచనా వేయడం, ఇది ఒక సాంప్రదాయ చైనీస్ వైద్య వైద్యుడు భౌతిక మరియు రసాయన విశ్లేషణ అవసరమయ్యే పాశ్చాత్య ఔషధం కంటే లక్షణాలను గమనించడం ద్వారా రోగిని నిర్ధారించడం వంటిది.మానవ శరీరం యొక్క భౌతిక మరియు రసాయన విశ్లేషణ బ్యాటరీ యొక్క ఎలెక్ట్రోకెమికల్ లక్షణాలను పోలి ఉంటుంది, ఇది పెద్ద-స్థాయి ప్రయోగాత్మక పరికరాల ద్వారా కొలవబడుతుంది.అయినప్పటికీ, ఎలెక్ట్రోకెమిస్ట్రీ యొక్క కొన్ని సూచికలను అంచనా వేయడం ఎంబెడెడ్ సిస్టమ్‌లకు కష్టం.అందువల్ల, BMS పాత చైనీస్ మెడిసిన్ డాక్టర్ లాంటిది.

4.1 శక్తి నిల్వ BMS యొక్క మూడు-పొర నిర్మాణం

శక్తి నిల్వ వ్యవస్థలలో పెద్ద సంఖ్యలో బ్యాటరీ సెల్స్ ఉన్నందున, ఖర్చులను ఆదా చేయడానికి, BMS సాధారణంగా రెండు లేదా మూడు లేయర్‌లతో లేయర్‌లలో అమలు చేయబడుతుంది.ప్రస్తుతం, ప్రధాన స్రవంతి మూడు పొరలుగా ఉంది: మాస్టర్ కంట్రోల్/మాస్టర్ కంట్రోల్/స్లేవ్ కంట్రోల్.

4.2 శక్తి నిల్వ BMS యొక్క వివరణాత్మక వివరణ

5) ప్రస్తుత పరిస్థితి మరియు భవిష్యత్తు ట్రెండ్

BMS ఉత్పత్తి చేసే అనేక రకాల తయారీదారులు ఉన్నారు:

మొదటి వర్గం పవర్ బ్యాటరీ BMS - కార్ ఫ్యాక్టరీలలో అత్యంత ఆధిపత్య శక్తిని కలిగి ఉన్న తుది వినియోగదారు.వాస్తవానికి, విదేశాలలో బలమైన BMS తయారీ బలం జనరల్ మోటార్స్, టెస్లా మొదలైన కార్ల కర్మాగారాలు. స్వదేశంలో BYD, Huating Power మొదలైనవి ఉన్నాయి.

రెండవ వర్గం బ్యాటరీ కర్మాగారాలు, వీటిలో సెల్ తయారీదారులు మరియు ప్యాక్ తయారీదారులు, Samsung, Ningde Times, Xinwangda, Desay Battery, Topband Co., Ltd., Beijing Purrad, etc.;

మూడవ రకం BMS తయారీదారులు పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ టెక్నాలజీలో చాలా సంవత్సరాల అనుభవం ఉన్నవారు మరియు ఎటర్నల్ ఎలక్ట్రానిక్స్, హాంగ్‌జౌ గాట్ ఎలక్ట్రానిక్స్, జీ నెంగ్ టెక్నాలజీ మరియు కెగాంగ్ ఎలక్ట్రానిక్స్ వంటి విశ్వవిద్యాలయం లేదా సంబంధిత సంస్థ నేపథ్యాలతో R&D బృందాలను కలిగి ఉన్నారు.

ప్రధానంగా టెర్మినల్ వాహన తయారీదారులచే ఆధిపత్యం వహించే పవర్ బ్యాటరీల BMS వలె కాకుండా, శక్తి నిల్వ బ్యాటరీల యొక్క తుది వినియోగదారులకు BMS పరిశోధన మరియు అభివృద్ధి మరియు తయారీలో పాల్గొనడానికి ఎటువంటి అవసరం లేదా నిర్దిష్ట చర్యలు లేవు.పెద్ద ఎత్తున బ్యాటరీ నిర్వహణ వ్యవస్థలను అభివృద్ధి చేయడానికి వారు చాలా డబ్బు మరియు శక్తిని ఖర్చు చేసే అవకాశం కూడా లేదు.అందువల్ల, శక్తి నిల్వ బ్యాటరీ BMS పరిశ్రమలో సంపూర్ణ ప్రయోజనాలతో కూడిన ముఖ్యమైన ఆటగాడు లేరని పరిగణించవచ్చు, బ్యాటరీ తయారీదారులు మరియు శక్తి నిల్వ BMSపై దృష్టి సారించే విక్రేతల కోసం అభివృద్ధి మరియు ఊహాశక్తికి భారీ స్థలాన్ని వదిలివేస్తుంది.శక్తి నిల్వ మార్కెట్ స్థాపించబడితే, అది బ్యాటరీ తయారీదారులు మరియు వృత్తిపరమైన BMS తయారీదారులకు అభివృద్ధికి మరియు తక్కువ పోటీ నిరోధకతకు చాలా స్థలాన్ని ఇస్తుంది.

ప్రస్తుతం, శక్తి నిల్వ BMS అభివృద్ధిపై సాపేక్షంగా కొన్ని ప్రొఫెషనల్ BMS తయారీదారులు దృష్టి సారించారు, ప్రధానంగా శక్తి నిల్వ మార్కెట్ ఇంకా ప్రారంభ దశలోనే ఉంది మరియు మార్కెట్లో శక్తి నిల్వ యొక్క భవిష్యత్తు అభివృద్ధిపై ఇంకా అనేక సందేహాలు ఉన్నాయి.అందువల్ల, చాలా మంది తయారీదారులు శక్తి నిల్వకు సంబంధించిన BMSని అభివృద్ధి చేయలేదు.వాస్తవ వ్యాపార వాతావరణంలో, శక్తి నిల్వ బ్యాటరీల కోసం BMSగా ఉపయోగించడానికి ఎలక్ట్రిక్ వాహన బ్యాటరీ BMSని కొనుగోలు చేసే తయారీదారులు కూడా ఉన్నారు.భవిష్యత్తులో, వృత్తిపరమైన ఎలక్ట్రిక్ వాహనాల BMS తయారీదారులు కూడా పెద్ద-స్థాయి శక్తి నిల్వ ప్రాజెక్టులలో ఉపయోగించే BMS సరఫరాదారులలో ముఖ్యమైన భాగంగా మారే అవకాశం ఉందని నమ్ముతారు.

ఈ దశలో, వివిధ శక్తి నిల్వ వ్యవస్థ సరఫరాదారులచే అందించబడిన BMS కోసం ఏకరీతి ప్రమాణాల కొరత ఉంది.వేర్వేరు తయారీదారులు BMS కోసం విభిన్న డిజైన్‌లు మరియు నిర్వచనాలను కలిగి ఉంటారు మరియు వారు అనుకూలించే వివిధ బ్యాటరీలను బట్టి, SOX అల్గోరిథం, ఈక్వలైజేషన్ టెక్నాలజీ మరియు అప్‌లోడ్ చేసిన కమ్యూనికేషన్ డేటా కంటెంట్ కూడా మారవచ్చు.BMS యొక్క ఆచరణాత్మక అనువర్తనంలో, ఇటువంటి వ్యత్యాసాలు అప్లికేషన్ ఖర్చులను పెంచుతాయి మరియు పారిశ్రామిక అభివృద్ధికి హానికరం.అందువల్ల, BMS యొక్క ప్రామాణీకరణ మరియు మాడ్యులరైజేషన్ కూడా భవిష్యత్తులో ఒక ముఖ్యమైన అభివృద్ధి దిశ అవుతుంది.