Batareýany dolandyrmak ulgamy BMS bilim we funksiýa, giriş

BMS-iň doly ady Batareýany dolandyrmak ulgamy.Energiýa saklaýan batareýalaryň ýagdaýyna gözegçilik edýän enjam.Esasan batareýa öýjüklerini akylly dolandyrmak we goldamak, batareýalaryň aşa köp zarýad berilmeginiň we aşa köp zarýad berilmeginiň öňüni almak, batareýanyň ömrüni uzaltmak we batareýanyň ýagdaýyna gözegçilik etmek üçin ulanylýar.Adatça, BMS zynjyr tagtasy ýa-da enjam gutusy hökmünde görkezilýär.

 

BMS batareýany energiýa saklaýyş ulgamynyň esasy kiçi ulgamlaryndan biridir, batareýanyň energiýa saklaýyş bölümindäki her batareýanyň işleýiş ýagdaýyna gözegçilik etmek we energiýa saklaýyş bölüminiň howpsuz we ygtybarly işlemegini üpjün etmek üçin jogapkärdir.BMS energiýa saklaýan batareýanyň ýagdaý parametrlerini hakyky wagtda gözegçilikde saklap we ýygnap biler (şol sanda bir öýjükli naprýa .eniýe, batareýanyň polýusynyň temperaturasy, batareýanyň aýlaw toky, batareýa paketiniň terminaly naprýa .eniýesi, batareýa ulgamynyň izolýasiýa garşylygy we ş.m.) we Has köp ulgam ýagdaýyna baha beriş parametrlerini almak üçin degişli ýagdaý parametrleri boýunça zerur derňew we hasaplamalary ýerine ýetiriň.Şeýle hem, tutuş batareýa energiýa saklaýyş bölüminiň ygtybarly we ygtybarly işlemegini üpjün etmek üçin belli bir gorag dolandyryş strategiýalaryna laýyklykda energiýa saklaýan batareýanyň özüne netijeli gözegçilik edip biler.Şol bir wagtyň özünde, BMS beýleki daşarky enjamlar (PCS, EMS, ýangyndan goramak ulgamy we ş.m.) bilen öz aragatnaşyk interfeýsi we analog / sanly giriş interfeýsi arkaly ähli energiýa saklaýyş güýjünde dürli kiçi ulgamlaryň baglanyşyk gözegçiligini emele getirip biler. stansiýasy, elektrik stansiýasynyň ygtybarly, ygtybarly we täsirli tor bilen işlemegini üpjün edýär.

2) Binagärlik

Topologiýa arhitekturasy nukdaýnazaryndan BMS iki kategoriýa bölünýär: merkezleşdirilen we dürli taslama talaplaryna laýyklykda paýlanýar.

 

Merkezleşdirilen BMS

Plyönekeý söz bilen aýdylanda, merkezleşdirilen BMS az öýjükli ssenariýalara laýyk gelýän ähli öýjükleri ýygnamak üçin ýekeje BMS enjamyny ulanýar.

Merkezleşdirilen BMS arzan bahaly, ykjam gurluş we ýokary ygtybarlylyk artykmaçlyklaryna eýedir we köplenç pes kuwwatly, pes basyşly we güýç gurallary, robotlar (robotlary dolandyrmak, kömekçi robotlar) ýaly kiçijik batareýa ulgamynyň ssenariýalarynda ulanylýar, IOT akylly jaýlar (süpüriji robotlar, elektrik tozan sorujylar), elektrik forkliftler, pes tizlikli ulaglar (elektrik welosipedleri, elektrik motosiklleri, elektrik gezelenç awtoulaglary, elektrik patrul awtoulaglary, elektrik golf arabalary we ş.m.) we ýeňil gibrid ulaglar.

Merkezleşdirilen BMS enjamyny ýokary woltly we pes woltly ýerlere bölmek mümkin.Volokary woltly meýdan bir öýjükli naprýa .eniýäni, ulgamyň umumy naprýa .eniýesini we izolýasiýa garşylygyna gözegçilik etmek üçin jogapkärdir.Pes woltly meýdana elektrik üpjünçiligi zynjyrlary, CPU zynjyrlary, CAN aragatnaşyk zynjyrlary, dolandyryş zynjyrlary we ş.m. girýär.

Passengerolagçy ulaglarynyň kuwwatly batareýa ulgamy ýokary kuwwata, ýokary basyşa we uly göwrüme tarap ösmegini dowam etdirýärkä, paýlanan BMS arhitekturasy esasan plug-in gibrid we arassa elektrik ulagy modellerinde ulanylýar.

Paýlanan BMS

Häzirki wagtda pudakda paýlanan BMS üçin dürli terminler bar we dürli kompaniýalaryň dürli atlary bar.Kuwwatly batareýa BMS esasan iki derejeli arhitektura eýe:

 

Energiýa saklaýjy BMS, adatça batareýa paketiniň ululygy sebäpli guluň üstünde esasy dolandyryş gatlagy we esasy dolandyryş gatlaklary sebäpli üç derejeli arhitektura bolup durýar.

Batareýalaryň batareýa toparlaryny emele getirişi ýaly, öz gezeginde stakany emele getirýän ýaly, üç derejeli BMS hem şol bir ýokaryk düzgüne eýerýär:

Dolandyryşdan: aýratyn batareýalardan maglumat ýygnaýan batareýany dolandyryş bölümi (BMU).

Batareýa öýjüginiň naprýa .eniýesine we temperaturasyna gözegçilik ediň

Bukjadaky batareýany deňleşdirmek

Maglumat ýüklemek

ýylylyk dolandyryşy

Adatdan daşary duýduryş

Ussat dolandyryş: Batareýa toparlaryny dolandyrmak bölümi: BMU maglumatlary ýygnamak we batareýa klaster maglumatlary ýygnamak üçin jogapkär BCU (ýokary woltly dolandyryş bölümi HVU, BCMU we ş.m. diýlip hem bilinýär).

Batareýa klasteriniň häzirki gazanylmagy, naprýatageeniýeniň umumy mukdary, syzmagy ýüze çykarmak

Batareýanyň ýagdaýy adaty bolmadyk ýagdaýynda tokdan goramak

BMS-iň dolandyryşy astynda kuwwatlylygy kalibrlemek we SOC kalibrlemesi soňraky zarýad bermek we zarýad bermek dolandyryşy üçin esas hökmünde aýratyn tamamlanyp bilner.

Batareýa massiwini dolandyrmak bölümi (BAU), ähli energiýa saklaýan batareýa toplumynda batareýalary merkezleşdirilen dolandyrmak üçin jogapkärdir.Dürli batareýa toparlaryny dolandyrmak bölümlerine birikýär we batareýa massiwiniň işleýiş ýagdaýy barada pikir alyşmak üçin beýleki enjamlar bilen maglumat alyşýar.

Batareýa massiwine zarýad bermek we zarýad bermek

BMS ulgamy öz-özüni barlamak we näsazlygy anyklamak duýduryşy

Batareýa paketinde näsazlygy anyklamak duýduryşy

Batareýa massiwindäki dürli näsazlyklar we näsazlyklar üçin howpsuzlygy goramak

PCS we EMS ýaly beýleki enjamlar bilen aragatnaşyk saklaň

Maglumatlary saklamak, geçirmek we gaýtadan işlemek

Batareýany dolandyrmak gatlagy: aýratyn batareýalaryň dürli maglumatlary (naprýatageeniýe, temperatura) ýygnamak, batareýalaryň SOC we SOH-ny hasaplamak we seljermek, aýratyn batareýalaryň işjeň deňleşmegini gazanmak we aýratyn batareýalaryň adaty bolmadyk maglumatlary BCMU batareýa toplumynyň gatlagyna ýüklemek üçin jogapkärdir.Daşarky aragatnaşygyň üsti bilen, papatika zynjyry bilen birigýär.

Batareýany dolandyrmak gatlagy: BMU tarapyndan ýüklenen aýratyn batareýalardan dürli maglumatlary ýygnamak, batareýa paketi (paket naprýa .eniýesi, paketiň temperaturasy), batareýa paketiniň zarýad beriş we tok akymlary, batareýa paketiniň SOC we SOH hasaplamak we seljermek üçin jogapkärdir. , we ähli maglumatlary BAMS batareýa klaster birligi gatlagyna ýüklemek.Daşarky aragatnaşygyň üsti bilen, papatika zynjyry bilen birigýär.

Batareýa toparlaryny dolandyrmak gatlagy: BCMU tarapyndan ýüklenen dürli batareýa maglumatlary ýygnamak we ähli maglumatlary RJ45 interfeýsi arkaly energiýa saklaýyş gözegçiligi EMS ulgamyna ýüklemek üçin jogapkär;PCS (CAN ýa-da RS485 interfeýsi) batareýasyna degişli adaty bolmadyk maglumatlary ibermek we PCS bilen aragatnaşyk gurmak üçin enjam gury düwünleri bilen enjamlaşdyrylan PCS bilen aragatnaşyk.Mundan başga-da, batareýa ulgamyna BSE (Batareýa döwlet çaklamasy) baha bermek, elektrik ulgamynyň ýagdaýyny kesgitlemek, kontakt dolandyryşy, ýylylyk dolandyryşy, amal dolandyryşy, zarýad dolandyryşy, diagnostika dolandyryşy we içerki we daşarky aragatnaşyk ulgamyny dolandyrýar.CAN arkaly gol astyndakylar bilen aragatnaşyk saklaýar.

3) BMS näme edýär?

BMS-iň funksiýalary köp, ýöne esasy we iň aladalandyrýan zadymyz üç tarap:

Biri BMS-iň esasy wezipesi bolan duýgurlyk (döwlet dolandyryşy).Naprýatageeniýäni, garşylygy, temperaturany ölçýär we netijede batareýanyň ýagdaýyny duýýar.Batareýanyň ýagdaýynyň nämedigini, näçe energiýanyň we kuwwatyň bardygyny, näderejede sagdyn, näçe güýç öndürýändigini we näderejede howpsuzdygyny bilmek isleýäris.Bu duýgy.

Ikinjisi dolandyryş (balans dolandyryşy).Käbir adamlar BMS batareýanyň enesi diýýärler.Soňra bu enäni dolandyrmaly.Näme dolandyrmaly?Batareýany mümkin boldugyça gowy etmekdir.Iň esasy, deňagramlylygy dolandyrmak we termiki dolandyryş.

Üçünjisi gorag (howpsuzlygy dolandyrmak).Enäniň hem etmeli işi bar.Batareýanyň belli bir ýagdaýy bar bolsa, goralmaly we duýduryş ýokarlandyrylmaly.

Elbetde, käbir protokollar arkaly ulgamyň içinde ýa-da daşynda maglumatlary geçirýän aragatnaşyk dolandyryş komponenti hem bar.

BMS bu ýerde ara alnyp maslahatlaşylmaýan amallara gözegçilik, izolýasiýa gözegçiligi, termiki dolandyryş we ş.m. ýaly başga-da köp funksiýa bar.

 

3.1 Düşünmek - ölçemek we baha bermek

BMS-iň esasy wezipesi, naprýatageeniýe, tok, temperatura we ýagdaý ýaly esasy parametrleri, şeýle hem SOC we SOH ýaly batareýanyň ýagdaý maglumatlaryny hasaplamak ýaly batareýanyň parametrlerini ölçemek we bahalandyrmakdyr.Kuwwatly batareýalaryň ugry, bu ýerde ara alnyp maslahatlaşylmaýan SOP (güýç ýagdaýy) we SOE (energiýa ýagdaýy) hasaplamalaryny hem öz içine alýar.Has giňden ulanylýan ilkinji iki maglumatyň üstünde durarys.

Öýjükleri ölçemek

1) Esasy maglumat ölçegi: Batareýany dolandyrmak ulgamynyň iň esasy wezipesi, batareýany dolandyrmak ulgamyndaky ähli ýokary derejeli hasaplamalar we gözegçilik logikasy üçin esas bolan aýratyn batareýa öýjükleriniň naprýa .eniýesini, tokyny we temperaturasyny ölçemekdir.

2) izolýasiýa garşylyk synagy: Batareýany dolandyrmak ulgamynyň içindäki tutuş batareýa ulgamy we ýokary woltly ulgam üçin izolýasiýa synagy zerurdyr.

3) volokary woltly gulpy kesgitlemek (HVIL): ýokary woltly ulgamyň tutuşlygyna tassyklamak we ýokary woltly ulgam aýlawynyň bitewiligi bozulanda howpsuzlyk çärelerini başlamak üçin ulanylýar.

SOC hasaplamasy

SOC batareýanyň galan kuwwaty bolan Zarýad ýagdaýyna degişlidir.Plyönekeý söz bilen aýdylanda, batareýada näçe güýç galýar.

SOC BMS-de iň möhüm parametr, sebäbi hemme zat şoňa esaslanýar.Şonuň üçin onuň takyklygy we berkligi (ýalňyşlary düzetmek ukyby hem diýilýär) diýseň möhümdir.Takyk SOC bolmasa, hiç hili gorag funksiýasy BMS-i dogry işledip bilmez, sebäbi batareýa köplenç goralýan ýagdaýda bolar we batareýanyň ömrüni uzaldyp bolmaz.

Häzirki wagtda esasy SOC baha beriş usullary açyk zynjyrly naprýa methodeniýe usuly, häzirki integrasiýa usuly, Kalman süzgüç usuly we nerw ulgamy usulyny öz içine alýar.Ilkinji iki usul köplenç ulanylýar.Soňky iki usul, bu ýerde jikme-jik düşündirilmedik integrasiýa modelleri we emeli intellekt ýaly ösen bilimleri öz içine alýar.

Amaly amaly programmalarda batareýanyň zarýad berişine we zarýad beriş ýagdaýyna baglylykda dürli algoritmler köplenç bilelikde ulanylýar.

açyk tok naprýa .eniýe usuly

Açyk zynjyrly naprýa methodeniýe usulynyň ýörelgesi, batareýany uzak möhletli statiki ýerleşdirmek şertinde açyk zynjyrly naprýa .eniýe bilen SOC-yň arasyndaky deňeşdirilen funksional gatnaşygy ulanmak we şeýlelik bilen açyk zynjyr naprýa .eniýesi esasynda SOC-ny bahalandyrmakdyr.Öň ulanylýan gurşun-kislotaly batareýa elektrik welosiped SOC-ny bahalandyrmak üçin bu usuly ulanýar.Açyk zynjyrly naprýa .eniýe usuly ýönekeý we amatly, ýöne kemçilikleri hem köp:

1. Batareýa uzak wagtlap durmaly, ýogsam açyk zynjyryň naprýa; eniýesini gysga wagtyň içinde durnuklaşdyrmak kyn bolar;

2. Batareýalarda naprýa plateeniýe platosy bar, esasanam litiý demir fosfat batareýalary, terminalyň naprýa; eniýesi we SOC egrisi SOC30% -80% aralygynda çyzykly;

3. Batareýa dürli temperaturalarda ýa-da dürli durmuş etaplarynda, açyk zynjyryň naprýa; eniýesi birmeňzeş bolsa-da, hakyky SOC tapawudy uly bolup biler;

Aşakdaky suratda görkezilişi ýaly, bu elektrik tigirini ulananymyzda, häzirki SOC 100% görkezilse, tizlenende naprýa .eniýe peselýär we kuwwat 80% hökmünde görkezilip bilner.Tizlenmegi bes edenimizde naprýa .eniýe ýokarlanýar we güýç 100% -e gaýdýar.Şonuň üçin elektrik skuterimiziň kuwwaty takyk däl.Duranymyzda güýç bar, ýöne işe başlanymyzda güýç gutarýar.Bu batareýa bilen baglanyşykly problema bolup bilmez, ýöne BMS-iň SoC algoritminiň gaty ýönekeý bolmagy sebäpli bolup biler.

An-Shi integral usuly

Anshicontinuous integrasiýa usuly, SOC kesgitlemesi arkaly hakyky wagtda SOC bahasyny hasaplaýar.

Başlangyç SOC bahasyny göz öňünde tutup, batareýanyň tokyny ölçäp bolýança (zarýad akymynyň polo isitel ýerinde), batareýanyň kuwwatynyň üýtgemegi häzirki integrasiýa arkaly takyk hasaplanyp bilner, netijede galan SOC.

Bu usul gysga wagtyň içinde has ygtybarly baha beriş netijelerine eýe, ýöne häzirki datçigiň ölçeg ýalňyşlyklary we batareýanyň kuwwatynyň kem-kemden zaýalanmagy sebäpli uzak möhletli tok integrasiýasy käbir gyşarmalary ýüze çykarar.Şol sebäpden, pes takyklyk talaplary bilen SOC bahalandyrmagyň başlangyç bahasyna baha bermek üçin açyk zynjyrly naprýa methodeniýe usuly bilen bilelikde ulanylýar we gysga möhletli SOC çaklamasy üçin Kalman süzgüç usuly bilen bilelikde ulanylyp bilner.

SOC (Charge of Charge), häzirki galan kuwwat ýagdaýyny görkezýän BMS-iň esasy dolandyryş algoritmine degişlidir.Esasan amper-sagat integrasiýa usuly we EKF (Giňeldilen Kalman Filter) algoritmi arkaly düzediş strategiýalary (açyk zynjyryň naprýa .eniýesini düzetmek, doly zarýadly düzediş, zarýad beriş gutarnykly düzediş, dürli temperaturada kuwwaty düzetmek we SOH ýaly) bilen gazanylýar. we ş.m.).Amper-sagat integrasiýa usuly, häzirki satyn almagyň takyklygyny üpjün etmek şertinde has ygtybarly, ýöne ygtybarly däl.Rorsalňyşlyklaryň toplanmagy sebäpli, düzediş strategiýalary bilen birleşdirilmelidir.EKF usuly ygtybarly, ýöne algoritm birneme çylşyrymly we durmuşa geçirmek kyn.Içerki esasy önüm öndürijiler otag temperaturasynda 6% -den az takyklygy gazanyp bilerler, ýöne ýokary we pes temperaturalarda we batareýanyň ýapylmagyna baha bermek kyn.

SOC düzediş

Häzirki üýtgemeler sebäpli, çak edilýän SOC nädogry bolup biler we baha beriş işine dürli düzediş strategiýalary girizilmeli.

 

SOH hasaplamak

SOH, batareýanyň häzirki saglyk ýagdaýyny (ýa-da batareýanyň zaýalanmak derejesini) görkezýän Saglyk ýagdaýyna degişlidir.Adatça 0 bilen 100% aralygyndaky baha hökmünde görkezilýär, 80% -den pes bahalar, batareýanyň indi ulanylmajakdygyny görkezýär.Batareýanyň kuwwatynyň üýtgemegi ýa-da içerki garşylygy bilen görkezilip bilner.Kuwwatlylygy ulananyňyzda, häzirki batareýanyň hakyky kuwwaty batareýanyň işleýiş maglumatlaryna esaslanýar we munuň bahalandyrylan kuwwata bolan gatnaşygy SOH.Takyk SOH, batareýa ýaramazlaşanda beýleki modullaryň baha beriş takyklygyny ýokarlandyrar.

Bu pudakda SOH-yň iki dürli kesgitlemesi bar:

Potensial pese gaçýan SOH kesgitlemesi

Lityum-ion batareýalary ulanylanda batareýanyň içindäki işjeň material kem-kemden azalýar, içki garşylyk ýokarlanýar we kuwwat azalýar.Şonuň üçin SOH batareýanyň kuwwaty bilen bahalandyrylyp bilner.Batareýanyň saglyk ýagdaýy, häzirki kuwwatyň başlangyç kuwwatyna bolan gatnaşygy hökmünde aňladylýar we SOH şeýle kesgitlenýär:

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

Nirede: C_fade batareýanyň ýitirilen kuwwaty;C_standard nominal kuwwatdyr.

IEEE standart 1188-1996, batareýanyň kuwwaty 80% -e düşende, batareýany çalyşmalydygyny göz öňünde tutýar.Şonuň üçin SOH batareýasynyň 80% -den pes bolanda elýeterli däldigini hasaplaýarys.

Kuwwatyň peselmegine esaslanýan SOH kesgitlemesi (Power Fade)

Batareýalaryň ähli görnüşleriniň diýen ýaly garramagy batareýanyň içerki garşylygynyň ýokarlanmagyna getirer.Batareýanyň içki garşylygy näçe ýokary bolsa, bar bolan güýç şonça-da pes bolar.Şonuň üçin SOH-yň güýjüni güýçlendirmek arkaly bahalandyryp bolar.

3.2 Dolandyryş - deňagramly tehnologiýa

Her batareýanyň öz “şahsyýeti” bar

Balans hakda gürleşmek üçin batareýalardan başlamaly.Hatda şol bir öndüriji tarapyndan bir toparda öndürilen batareýalaryň hem öz durmuş siklleri we “şahsyýetleri” bar - her batareýanyň kuwwaty birmeňzeş bolup bilmez.Bu gapma-garşylygyň iki sebäbi bar:

Olaryň biri öýjük önümçiliginiň gabat gelmezligi

Biri elektrokimiki reaksiýalaryň gabat gelmezligi.

önümçiligiň gabat gelmezligi

Önümçilikdäki gapma-garşylyklara düşünmek aňsat.Mysal üçin, önümçilik prosesinde diafragma laýyk gelmezlikleri we katod we anod materiallary bilen gapma-garşylyklar umumy batareýanyň kuwwatyna laýyk gelmezlige sebäp bolup biler.Adaty 50AH batareýa 49AH ýa-da 51AH bolup biler.

elektrokimiki laýyk gelmezlik

Elektrokimiýanyň gabat gelmezligi, batareýany zarýad bermek we zarýad bermek prosesinde, iki öýjügiň öndürilmegi we gaýtadan işlenmegi birmeňzeş bolsa-da, ýylylyk gurşawy elektrokimiki reaksiýa prosesinde hiç wagt yzygiderli bolup bilmez.Mysal üçin, batareýa modullary ýasalanda, töwerekdäki halkanyň temperaturasy ortadan pes bolmalydyr.Bu zarýad bermek we zarýad bermek mukdary arasynda uzak möhletleýin gapma-garşylyga getirýär, bu bolsa öz gezeginde batareýanyň öýjük kuwwatynyň laýyk gelmezligine getirýär;SEI filminiň batareýa öýjügindäki zarýad beriş we zarýad akymlary uzak wagtlap biri-birine gabat gelmese, SEI filminiň garramagy hem gabat gelmez.

* SEI filmi: “gaty elektrolit interfeýsi” (gaty elektrolit interfeýsi).Suwuk litiý ion batareýasynyň ilkinji zarýad beriş prosesinde, elektrod materialy gaty suwuk faza interfeýsinde elektrolit bilen reaksiýa berip, elektrod materialynyň üstüni örtýän passiw gatlagy emele getirýär.SEI filmi elektron izolýator, ýöne litiý ionlarynyň ajaýyp geçirijisidir, bu diňe bir elektrody goraman, eýsem batareýanyň işleýşine hem täsir etmeýär.SEI filminiň garramagy batareýanyň saglygyna ep-esli täsir edýär.

Şonuň üçin batareýa paketleriniň birmeňzeş bolmazlygy (ýa-da paýhaslylygy) batareýanyň işlemeginiň gutulgysyz görnüşidir.

Näme üçin deňagramlylyk zerur

Batareýalar başga, näme üçin olary birmeňzeş etmäge synanyşmaýarsyňyz?Gabat gelmezlik batareýa paketiniň işleýşine täsir eder.

Batareýa toplumy yzygiderli gysga barrel effektine eýerýär: batareýa paket ulgamynda yzygiderli, tutuş batareýa paket ulgamynyň kuwwaty iň kiçi birlik tarapyndan kesgitlenýär.

Üç batareýadan ybarat batareýa paketimiz bar diýeliň:

e artykmaç zarýad bermek we aşa köp zarýad bermek batareýalara çynlakaý zeper ýetirip biljekdigini biliň.Şonuň üçin zarýad berlende B batareýasy doly zarýad berlende ýa-da zarýad berlende B batareýasynyň SoC gaty pes bolanda, B batareýasyny goramak üçin zarýad bermegi we zarýad bermegi bes etmeli, Netijede A we C batareýalarynyň güýji doly bolup bilmez. ulanyldy.

Bu aşakdakylara eltýär:

Batareýa paketiniň hakyky ulanylýan kuwwaty azaldy: Bar bolan kuwwaty ulanyp biljek A we C batareýalary, B batareýasyny ýerleşdirmek üçin indi edip bilmeýärler, üç aýakly iki adam birleşdirilen ýaly, uly ädimler edip bilmeýän uzyn adam.

Batareýanyň ömrüniň azalmagy: Has kiçi ädim uzynlygy has köp ädim talap edýär we aýaklary ýadadýar.Kuwwatynyň peselmegi bilen zarýad we zarýad siklleriniň sany köpelýär we batareýanyň zaýalanmagyna sebäp bolýar.Mysal üçin, bir öýjük 100% DoD-da 4000 sikl gazanyp biler, ýöne hakyky ulanylanda 100% -e ýetip bilmez we siklleriň sany 4000-e ýetmez.

* DoD, zarýadyň çuňlugy, batareýanyň zarýad beriş ukybynyň batareýanyň kesgitlenen kuwwatyna göterimini görkezýär.

Batareýalaryň gabat gelmezligi, batareýa paketiniň işleýşiniň peselmegine getirýär.Batareýa modulynyň göwrümi uly bolanda, batareýalaryň köp setiri yzygiderli birikdirilýär we uly naprýa .eniýe tapawudy tutuş gutynyň kuwwatynyň peselmegine sebäp bolar.Batareýalar näçe köp birikdirilse, şonça-da ýitýär.Şeýle-de bolsa, amaly programmalarymyzda, esasanam energiýa saklaýyş ulgamy programmalarynda iki möhüm talap bar:

Birinjisi, işlemek we tehniki hyzmat çykdajylaryny ep-esli azaldyp bilýän uzak möhletli batareýa.Energiýa saklaýyş ulgamynda batareýa paketiniň ömri üçin ýokary talaplar bar.Içerki önümleriň köpüsi 15 ýyl üçin niýetlenendir.Yearylda 300 aýlaw göz öňünde tutsak, 15 ýyl 4500 aýlawdyr, bu henizem gaty ýokary.Batareýanyň tutuş ömrüniň dizaýn ömrüne mümkin boldugyça ýetip biljekdigi we batareýanyň ýaýramagynyň batareýa paketiniň ömrüne täsirini azaltmagy üçin her batareýanyň ömrüni köpeltmeli.

Ikinji çuň aýlaw, esasanam iň ýokary saç syrmagyň ulanylyş ssenarisinde, ýene bir kWt elektrik energiýasyny goýbermek ýene bir girdeji getirer..Agny, 80% DoD ýa-da 90% DoD ederis.Energiýa saklaýyş ulgamynda çuň aýlaw ulanylanda, guýrugyň akmagy wagtynda batareýanyň dispersiýasy ýüze çykar.Şol sebäpden, çuňňur zarýad bermek we çuňňur zarýad bermek şertinde her bir öýjügiň kuwwatynyň doly çykmagyny üpjün etmek üçin energiýa saklaýjy BMS-den güýçli deňleşdiriş dolandyryş mümkinçiliklerine eýe bolmagy we batareýa öýjükleriniň arasynda yzygiderliligiň ýüze çykmagyny basyp ýatyrmak zerurdyr. .

Bu iki talap, batareýanyň gabat gelmezligine düýbünden ters gelýär.Has täsirli batareýa paket programmalaryna ýetmek üçin, batareýanyň gabat gelmezliginiň täsirini azaltmak üçin has täsirli deňagramlylyk tehnologiýasy bolmaly.

deňagramlylyk tehnologiýasy

Batareýany deňleşdirmek tehnologiýasy, dürli kuwwatly batareýalary birmeňzeş etmegiň usulydyr.Iki umumy deňleşdirme usuly bar: energiýanyň ýaýramagy bir taraplaýyn deňleşdirme (passiw deňleme) we energiýa geçiriş iki taraplaýyn deňleme (işjeň deňleme).

(1) Passiw balans

Passiw deňleme ýörelgesi, batareýalaryň her setirinde üýtgäp bilýän akym rezistoryna paralel bolmakdyr.BMS, elektrik energiýasyny ýylylyk hökmünde paýlap, ýokary woltly öýjükleri çykarmak üçin akym rezistoryna gözegçilik edýär.Mysal üçin, B batareýasy doly zarýad alanda, B batareýasyndaky rezistoryň artykmaç elektrik energiýasyny ýylylyk ýaly ýaýratmagy üçin wyklýuçatel açylýar.Soňra zarýad bermek A we C batareýalary hem doly zarýad alýança dowam edýär.

Bu usul diňe ýokary woltly öýjükleri çykaryp bilýär we pes kuwwatly öýjükleri güýçlendirip bilmeýär.Akymyň garşylygynyň kuwwatynyň çäklendirilmegi sebäpli deňleme toky adatça kiçi (1A-dan az).

Passiw deňlemäniň artykmaçlyklary arzan we ýönekeý zynjyr dizaýny;ýetmezçilikleri, deňleşmek üçin iň pes galan batareýa kuwwatyna esaslanýar, pes kuwwaty bolan batareýalaryň kuwwatyny artdyryp bilmeýär we deňleşdirilen güýjüň 100% ýylylyk görnüşinde biderek bolýar.

(2) Işjeň balans

Algoritmleriň üsti bilen batareýalaryň köp seti ýokary woltly öýjükleriň energiýasyny energiýa saklaýjy komponentleri ulanyp, ýokary woltly batareýalary boşadyp we pes woltly öýjüklere zarýad bermek üçin goýberilen energiýany ulanyp, pes woltly öýjüklere geçirýär.Energiýa esasan dargamak däl-de geçirilýär.

Şeýlelik bilen, zarýad berlende ilki 100% naprýa .eniýe ýetýän B batareýasy A we C-den çykýar we üç batareýa bilelikde zarýadlanýar.Zyňyndy wagtynda, B batareýasynyň galan zarýady gaty pes bolanda, A we C “zarýad” B, şonuň üçin B öýjügi akymyň çalt saklanmagy üçin SOC bosagasyna ýetip bilmez.

Işjeň deňagramlylyk tehnologiýasynyň esasy aýratynlyklary

.

(2) Az ýitgili energiýa geçirijisi: energiýa, esasan, ýitirmegiň ýerine, energiýany ulanmagyň netijeliligini ýokarlandyrýar;

(3) Uly deňagramlylyk akymy: Adatça deňagramlylyk tok 1 bilen 10A arasynda, deňagramlylyk has çalt;

Işjeň deňleşdirme, uly göwrümiň we çykdajylaryň ýokarlanmagyna getirýän degişli zynjyrlaryň we energiýa saklaýjy enjamlaryň konfigurasiýasyny talap edýär.Bu iki şert bilelikde işjeň deňlemäni öňe sürmek we ulanmak aňsat däldigini kesgitleýär.

Mundan başga-da, işjeň deňleşdirme zarýad bermek we zarýad bermek prosesi batareýanyň aýlaw möhletini aç-açan ýokarlandyrýar.Deňagramlylygy gazanmak üçin zarýad bermegi we zarýad bermegi talap edýän öýjükler üçin goşmaça iş ýüki, adaty öýjükleriň garramagyndan ýokary bolup, beýleki öýjükler bilen has uly öndürijilik boşlugyna sebäp bolup biler.

Käbir bilermenler ýokardaky iki sözlemiň bölünip çykýan deňagramlylyga we bölünmeýän deňagramlylyga laýyk gelmelidigine ynanýarlar.Işjeň ýa-da passiw bolmagy deňagramlylyk prosesine itergi berýän hadysa bagly bolmaly.Ulgam passiw bolmaly bir ýagdaýa gelse, passiwdir.Adamlar tarapyndan düzülen bolsa, deňagramlylyk zerur däl wagty deňagramlylyk programmasyny düzmek, işjeň deňagramlylyk diýilýär.

Mysal üçin, zarýad gutaranda, iň pes woltly öýjük çykaryş naprýa .eniýesine ýetdi, beýleki öýjüklerde bolsa güýç bar.Bu wagt, mümkin boldugyça köp elektrik toguny bölmek üçin ulgam ýokary energiýa öýjükleriniň elektrik energiýasyny pes energiýa öýjüklerine geçirýär we ähli tok gutarýança akym prosesini dowam etdirmäge mümkinçilik berýär.Bu passiw deňleme prosesi.Ulgam, güýjüň 40% galan wagty akymyň ahyrynda deňagramsyzlygyň boljakdygyny çaklasa, işjeň deňleme işine başlar.

Işjeň deňleme merkezleşdirilen we merkezleşdirilmedik usullara bölünýär.Merkezleşdirilen deňleme usuly tutuş batareýa paketinden energiýa alýar, soňra bolsa az energiýa bilen batareýalara energiýa goşmak üçin energiýa öwrüji enjamyny ulanýar.Merkezleşdirilmedik deňleme, induktor ýa-da kondensator bolup, goňşy batareýalaryň arasynda energiýa akmagyna mümkinçilik berýän ýanaşyk batareýalaryň arasynda energiýa saklaýyş baglanyşygyny öz içine alýar.

Häzirki balans gözegçiligi strategiýasynda, öýjük naprýa .eniýesini dolandyryş nyşany hökmünde kabul edýänler, SOC-ny balans gözegçilik nyşany hökmünde ulanmagy teklip edýänler hem bar.Öýjük naprýa .eniýesini mysal hökmünde almak.

Ilki bilen deňlemäni başlamak we gutarmak üçin jübüt bahalary kesgitläň: mysal üçin, bir öýjügiň aşa naprýa .eniýesi bilen toplumyň ortaça naprýa betweeneniýesiniň arasyndaky tapawut 50mV-e ýetende, deňleşdirme başlanýar we haçan? 5mV-e ýetýär, deňleme gutarýar.

BMS her öýjügiň naprýa; eniýesini kesgitlenen satyn alyş sikline laýyklykda ýygnaýar, ortaça bahany hasaplaýar we soňra her öýjük naprýa; eniýesi bilen ortaça bahanyň arasyndaky tapawudy hasaplaýar;

Iň ýokary tapawut 50mV-e ýetýän bolsa, BMS deňleme prosesine başlamaly;

Tapawut bahalarynyň hemmesi 5mV-den pes bolýança 2-nji ädimi dowam etdiriň we soňra deňlemäni tamamlaň.

BMS-leriň hemmesiniň bu ädimi talap etmeýändigini, indiki strategiýalaryň balans usulyna görä üýtgäp biljekdigini bellemelidiris.

Balans tehnologiýasy batareýanyň görnüşi bilen hem baglanyşyklydyr.Adatça LFP işjeň balans üçin has amatly, üç taraplaýyn batareýalar passiw deňagramlylyk üçin amatly hasaplanýar.

BMS-de güýçli bäsdeşlik tapgyry esasan çykdajy we ygtybarlylyk bilen goldanýar.Häzirki wagtda işjeň deňagramlylygy synagdan geçirmek entek gazanylmady.Funksional howpsuzlygyň derejesi ASIL-C we ASIL-D tarapa geçer diýlip garaşylýar, ýöne bahasy gaty ýokary.Şonuň üçin häzirki iri kompaniýalar işjeň deňagramlylyk gözleglerinde seresap bolýarlar.Käbir iri zawodlar hatda deňagramlylyk modulyny ýatyrmak we ähli deňagramlylygy ýangyç ulaglaryna hyzmat edişine meňzeş görnüşde ýerine ýetirmek isleýärler.Ulag her gezek belli bir aralygy geçende, daşarky deňagramlylyk üçin 4S dükanyna barar.Bu, BMS ulagynyň bahasyny azaldar we degişli 4S dükanyna peýdaly bolar.Allhli taraplar üçin ýeňiş gazanmak ýagdaýy.Şonuň üçin özümiň munuň tendensiýa öwrülip biljekdigine düşünýärin!

3.3 Gorag - näsazlygy anyklamak we duýduryş

BMS gözegçiligi elektrik ulgamynyň enjamlary bilen gabat gelýär we batareýanyň dürli öndürijilik şertlerine görä dürli näsazlyk derejelerine (ownuk näsazlyk, çynlakaý näsazlyk, ölüm howply) bölünýär.Dürli näsazlyk derejelerinde dürli işlemek çäreleri görülýär: duýduryş, güýjüň çäklendirilmegi ýa-da göni ýokary woltly kesiş.Şowsuzlyklar maglumatlary toplamak we rasional näsazlyklar, elektrik näsazlyklary (datçikler we herekete getirijiler), aragatnaşykdaky näsazlyklar we batareýanyň ýagdaýynyň näsazlygy.

Adaty bir mysal, batareýa aşa gyzsa, BMS ýygnan batareýanyň temperaturasyna baglylykda batareýanyň aşa gyzýandygyny kesgitleýär, soň bolsa batareýanyň zynjyryny aýyrýar, aşa gyzmagy goraýar we EMS ýaly dolandyryş ulgamlaryna duýduryş iberýär.

3.4 Aragatnaşyk

BMS-iň kadaly işleýşini aragatnaşyk funksiýasyndan aýryp bolmaz.Batareýany dolandyrmak wagtynda batareýany dolandyrýarmy, batareýanyň ýagdaýyny daşarky dünýä iberýärmi ýa-da dolandyryş görkezmelerini alýarmy, durnukly aragatnaşyk zerur.

Kuwwatly batareýa ulgamynda BMS-iň bir ujy batareýa, beýleki ujy bolsa tutuş ulagyň dolandyryş we elektron ulgamlaryna birikdirildi.Umumy gurşaw CAN protokolyny ulanýar, ýöne batareýa paketiniň içki bölekleriniň arasynda içerki CAN ulanmak bilen batareýa paketi bilen tutuş ulagyň arasynda ulag CAN-ny ulanmagyň arasynda tapawut bar.

Munuň tersine, energiýa saklaýjy BMS we içerki aragatnaşyk esasan CAN protokolyny ulanýarlar, ýöne daşarky aragatnaşygy (daşarky esasan energiýa saklaýyş elektrik stansiýasy iberiş ulgamy PCS-e degişlidir) köplenç internet protokol formatlaryny TCP / IP protokoly we modbus protokoly ulanýar.

4) Energiýa saklaýjy BMS

Energiýa saklaýjy BMS öndürijileri, adatça, batareýa BMS-den emele geldi, şonuň üçin köp dizaýn we adalga taryhy gözbaş alýar

Mysal üçin, kuwwatly batareýa köplenç BMU (Batareýa Monitor Bölümi) we BCU (Batareýa Dolandyryş Bölümi) bölünýär, öňki maglumatlary ýygnaýar we ikinjisi oňa gözegçilik edýär.

Batareýa öýjügi elektrohimiki proses bolany üçin, köp batareýa öýjükleri batareýany emele getirýär.Her bir batareýa öýjüginiň aýratynlyklary sebäpli, önümçilik prosesi näçe takyk bolsa-da, wagtyň geçmegi bilen we daşky gurşawa baglylykda her batareýa öýjüginde ýalňyşlyklar we gapma-garşylyklar bolar.Şonuň üçin batareýany dolandyrmak ulgamy, batareýanyň häzirki ýagdaýyna çäkli parametrler arkaly baha bermekden ybaratdyr, bu adaty hytaý lukman lukmanyna fiziki we himiki derňewi talap edýän günbatar lukmançylygy däl-de, simptomlary synlamak arkaly hassany anyklaýan ýalydyr.Adam bedeniniň fiziki we himiki derňewi, uly göwrümli synag gurallary bilen ölçelip bilýän batareýanyň elektrohimiki aýratynlyklaryna meňzeýär.Şeýle-de bolsa, oturdylan ulgamlar üçin elektrohimiýanyň käbir görkezijilerine baha bermek kyn.Şonuň üçin BMS köne hytaý lukman lukmanyna meňzeýär.

4.1 Energiýa saklaýjy BMS-iň üç gatly arhitekturasy

Energiýa saklaýyş ulgamlarynda batareýa öýjükleriniň köp bolmagy sebäpli, çykdajylary tygşytlamak üçin BMS köplenç iki ýa-da üç gatlak bilen gatlaklarda amala aşyrylýar.Häzirki wagtda esasy akym üç gatlakdyr: ussat gözegçilik / ussat gözegçilik / gul gözegçiligi.

4.2 Energiýa saklaýjy BMS-iň jikme-jik beýany

5) Häzirki ýagdaý we geljekki tendensiýa

BMS öndürýän öndürijileriň birnäçe görnüşi bar:

Birinji kategoriýa, batareýa BMS - awtoulag zawodlarynda iň agdyklyk edýän ahyrky ulanyjy.Aslynda, BMS-iň daşary ýurtlarda öndürýän iň güýçli güýji, General Motors, Tesla we ş.m. ýaly awtoulag zawodlarydyr. Öýde BYD, Huating Power we ş.m. bar.

Ikinji kategoriýa, Samsung, Ningde Times, Xinwangda, Desay Battery, Topband Co., Ltd., Pekin Purrad we ş.m. ýaly öýjükli öndürijiler we gap öndürijiler ýaly batareýa zawodlary.

BMS öndürijileriniň üçünji görnüşi, elektrik elektronikasy tehnologiýasynda köp ýyllyk tejribesi bolan we “Baky elektronika”, “Hangzhou Gaote Electronics”, “Sie Neng Technology” we “Kegong Electronics” ýaly uniwersitet ýa-da degişli kärleri bolan R&D toparlary bar.

Esasan terminal awtoulag öndürijileriniň agdyklyk edýän güýç batareýalarynyň BMS-den tapawutlylykda, energiýa saklaýan batareýalaryň soňky ulanyjylarynyň BMS-iň gözlegine we ösüşine we önümçiligine gatnaşmak zerurlygy ýa-da anyk çäreleri ýok ýaly.Şeýle hem uly göwrümli batareýa dolandyryş ulgamlaryny ösdürmek üçin köp pul we güýç sarp etmegi gaty ähtimal.Şol sebäpli, energiýa saklaýan batareýa BMS pudagynda, BMS energiýa saklaýan ünsi jemleýän batareýa öndürijileri we satyjylary üçin ösüş we hyýal üçin giň ýer goýup, mutlak artykmaçlyklary bolan möhüm oýunçynyň ýoklugy hasap edilip bilner.Energiýa saklaýyş bazary döredilen bolsa, batareýa öndürijilerine we hünärmen BMS öndürijilerine ösüş we az bäsdeşlik garşylygy üçin giň ýer berer.

Häzirki wagtda energiýa saklaýan bazaryň entek çagalygyndadygy we bazarda energiýa saklanyşynyň geljekde ösjekdigine şübheler sebäpli BMS energiýa saklaýjy BMS-i ösdürmäge gönükdirilen hünärmen BMS öndürijileri gaty az.Şonuň üçin öndürijileriň köpüsi energiýa saklamak bilen baglanyşykly BMS-i ösdürmediler.Hakyky iş gurşawynda, energiýa saklaýan batareýalar üçin BMS hökmünde ulanmak üçin elektrik ulagy batareýasyny BMS satyn alýan öndürijiler hem bar.Geljekde hünärmen elektrik ulagy BMS öndürijileriniň hem uly göwrümli energiýa saklaýyş taslamalarynda ulanylýan BMS üpjün edijileriniň möhüm bölegine öwrülmegi ähtimal.

Bu etapda, dürli energiýa saklaýyş ulgamy üpjün edijileri tarapyndan üpjün edilýän BMS üçin bitewi standartlaryň ýetmezçiligi bar.Dürli öndürijileriň BMS üçin dürli dizaýnlary we kesgitlemeleri bar we gabat gelýän dürli batareýalara baglylykda SOX algoritmi, deňleme tehnologiýasy we ýüklenen aragatnaşyk maglumatlary mazmuny hem üýtgäp biler.BMS-iň amaly ulanylyşynda şeýle tapawutlar amaly çykdajylary ýokarlandyrar we senagatyň ösüşine zyýanly bolar.Şonuň üçin BMS-iň standartlaşdyrylmagy we modullaşdyrylmagy geljekde möhüm ösüş ugry bolar.