Kaj upravlja sistem za upravljanje baterije (BMS)?

Pri novih energetskih vozilih, elektrarnah za shranjevanje energije in opremi za litijeve baterije je varno, učinkovito in dolgo{0}}življenjsko delovanje litijevih baterijskih paketov močno odvisno od BMS (sistema za upravljanje baterije). Veliko ljudi ve le, da imajo baterije moč in lahko shranjujejo energijo, ne zavedajo pa se, da je BMS ključni "možgani" baterije. Ta članek, ki združuje pet osnovnih funkcij, v celoti razčleni ključne vidike upravljanja baterije, ki jih upravlja BMS.

Celoten čip BMS deluje okoli petih dimenzij in tvori popolno zaprto zanko upravljanja baterije: zaznavanje, zaščita, uravnoteženje, toplotno upravljanje in komunikacija.

1. Zaznavanje:Spremljanje-v realnem času, razumevanje celotnega stanja baterije

BMS je kot "pet čutov" baterije, ki nenehno zbira tri osnovne podatkovne točke 24/7: napetost, tok in temperaturo. Z zbiranjem podatkov o skupni napetosti, napetosti posamezne celice, skupnem toku tokokroga in več{3}}točkovnem zbiranju podatkov o temperaturi natančno zajame pogoje delovanja vsake celice v realnem{4}}času, kar zagotavlja podatkovno osnovo za vse funkcije.

2. Zaščita:Štiri{0}}kratni ščit za zaščito baterije. Na podlagi podatkov, zbranih s senzorji, BMS vključuje štiri-slojni varnostni zaščitni mehanizem za odpravo nevarnosti požara, izbočenja in okvare akumulatorja: zaščita pred prenapolnjenostjo, zaščita pred-praznjenjem, zaščita pred previsokim tokom in zaščita pred-temperaturo. Ko podatki dosežejo nevaren prag, se vezje takoj prekine in moč je omejena.

3. Uravnoteženje:Usklajevanje celic za sinhronizirano polnjenje in praznjenje. Litij-ionske baterije so sestavljene iz več deset ali celo sto celic, povezanih v serijo. Med tovarniško in dolgoročno-uporabo lahko pride do razlik v zmogljivosti celice in napetosti, učinek "najšibkejšega člena" pa bistveno zmanjša skupno uporabno zmogljivost paketa. Funkcija uravnoteženja poenoti napetost celice, odpravi razlike v napetosti ter izboljša skupno zmogljivost in življenjsko dobo baterije.

4. Toplotno upravljanje:Ohranjanje optimalne delovne temperature akumulatorja. Učinkovitost litij-ionske baterije je močno-odvisna od temperature: nizko-temperaturno polnjenje zlahka povzroči litijsko prevleko in poškodbe celic, medtem ko-visokotemperaturno polnjenje in praznjenje pospešujeta razgradnjo in ogrožata varnost. BMS v povezavi s sistemom za upravljanje toplote aktivira grelne elemente za predgretje baterije pri nizkih temperaturah ter aktivira ventilatorje in cevi za hlajenje tekočine za odvajanje toplote pri visokih temperaturah, s čimer zaklene baterijo v optimalnem območju delovanja.

5. Komunikacija:Komunikacija navzgor in navzdol, ki omogoča izmenjavo informacij med vozilom in uporabnikom.

BMS deluje kot zunanji "tiskovni predstavnik" baterije. Interno zbira podatke iz vsake celice prek verižne -povezave. Navzven komunicira z VCU vozila in polnilnimi postajami prek vodila CAN, hkrati pa sinhronizira podatke v oblak in mobilno aplikacijo. Vozilu lahko oddaja signale moči in nivoja baterije ter lastniku prikaže preostali doseg in stanje baterije.

ACEY-BP24-300A400Abms tester strojje visoko{0}}natančna preskusna platforma, zasnovana za celovito funkcionalno preverjanje zaščitnih plošč za litijeve baterije in sistemov za upravljanje baterij (BMS).

1. Obsežno zbiranje neobdelanih podatkov o bateriji

BMS se opira na štiri vrste strojne opreme za pridobivanje podatkov za doseganje zaznavanja podatkov:

• Merjenje skupne napetosti: zazna skupno napetost baterije za določitev celotne rezerve energije;
• Merjenje napetosti posamezne celice: zbira napetost vsake posamezne celice za natančno lociranje okvarjenih celic z nenormalno napetostjo;
• Merjenje skupnega toka: spremlja tok polnilnega in praznilnega tokokroga za izračun količine polnjenja in praznjenja;
• Več{0}}točkovno merjenje temperature: namesti temperaturne sonde na več lokacijah v paketu baterij za spremljanje dviga temperature celice v realnem času.

Po zbiranju neobdelanih podatkov sistem BMS samodejno izračuna štiri ključne parametre stanja in pretvori neobdelane podatke v učinkovite informacije, ki jih uporabniki in vozilo lahko razumejo.

2. Štiri-kratni zaščitni ščit

Ko zazna neobičajne podatke, BMS takoj aktivira večstopenjsko zaščito, da odpravi tveganje toplotnega uhajanja pri njihovem izvoru:

• Zaščita pred prenapolnjenostjo: Ko napetost celice med polnjenjem doseže svojo zgornjo mejo (4,25 V za običajne litijeve baterije), se polnilno vezje samodejno prekine, kar prepreči nadaljnje polnjenje ter izboklino celice in požar.
• Zaščita pred-praznjenjem: Ko napetost praznjenja pade na spodnjo mejo (2,8 V za običajne litijeve baterije), se izhod praznjenja prekine, da se prepreči trajna škoda zaradi globoke izpraznitve celic.
• Zaščita pred previsokim tokom: Ko polnilni/praznilni tok preseže varnostni prag, se sproži varovalka ali visoko{0}}napetostno stikalo za odklop, kar prepreči, da bi visok tok pokvaril celico.
• Zaščita pred-temperaturo: Ko temperatura baterije preseže varnostno mejo (običajno 55 stopinj), je izhodna moč omejena ali celo izklopljena, kar povzroči hlajenje in odvajanje toplote.

Na kratko: zaznavanje so oči BMS, zaščita njegove roke in noge; le z natančnim prepoznavanjem nevarnosti lahko hitro ukrepa za zaščito varnosti baterije.

1. Uravnoteženje celic: premagovanje učinka soda in povečanje zmogljivosti baterije
Ko je več celic povezanih vzporedno ali zaporedno, pride do znatne razlike v napetosti: med polnjenjem je celica z najvišjo napetostjo prva popolnoma napolnjena, kar prisili sistem, da ustavi polnjenje, medtem ko preostalih celic z nižjo-napetostjo ni mogoče popolnoma napolniti; med praznjenjem se najprej izprazni celica z najnižjo napetostjo, zaradi česar se sistem izklopi, medtem ko visoko{1}}napetostne celice še vedno zadržijo veliko količino naboja. To je učinek soda, kjer najšibkejša celica določa skupno uporabno zmogljivost baterije. BMS zgladi napetostno razliko v celici z dvema metodama uravnoteženja:

Pasivno uravnoteženje:Zanaša se na upore za odvajanje odvečnega naboja iz-visokonapetostnih celic v obliki toplote. Ta metoda je preprosta po strukturi in nizka cena, vendar je energija izgubljena. Večinoma se uporablja v nizko-cenovnem shranjevanju energije in nizko{4}}hitrostni opremi.

Aktivno uravnoteženje:Uporablja kondenzatorje in induktorje kot nosilce energije za prenos odvečnega naboja iz visoko-napetostnih celic v nizko-napetostne celice. Pri tej metodi ni izgube energije in je visoka učinkovitost uravnoteženja ter se pogosto uporablja v običajnih novih energetskih vozilih in visoko{3}}shranjevalnikih energije.

Po uravnoteženju so napetosti celic konsistentne, s čimer se poveča uporabna zmogljivost paketa baterij in znatno podaljša življenjska doba njegovega cikla.

2. Dvo{1}}slojno komunikacijsko omrežje za interoperabilnost podatkov

Komunikacija BMS je sestavljena iz dveh omrežij: notranjega in zunanjega.

• Notranja komunikacija (daisy{0}}chain): čipi za pridobivanje celic so zaporedno povezani za sinhrono zbiranje podatkov o napetosti in temperaturi iz vsake celice, ki se nato združijo v glavno krmilno enoto MCU.
• Zunanja komunikacija (Bus CAN + oblak): Interakcija s krmilnikom vozila (VCU) in polnilnimi piloti prek linij CAN; istočasno se podatki naložijo v platformo v oblaku in mobilno aplikacijo, kar lastnikom omogoča, da kadar koli preverijo nivo baterije, doseg, stanje baterije in alarme za napake.

Litijeve baterije so temperaturno-občutljive komponente za shranjevanje energije: nizke temperature okolja lahko povzročijo odlaganje litija v celicah med polnjenjem, kar trajno poškoduje zmogljivost baterije; neprekinjeno visoko{1}}zmogljivo polnjenje in praznjenje pri visokih temperaturah pospeši razgradnjo elektrolita, kar zlahka vodi do toplotnega uhajanja. BMS (Battery Management System) deluje v povezavi s celotnim sistemom toplotnega upravljanja za doseganje dvosmernega nadzora temperature:

• Pogoji nizke-temperature: vgrajeni-grelni elementi se aktivirajo za enakomerno segrevanje paketa baterij, kar omogoča visoko{2}}polnjenje in praznjenje šele, ko je dosežena ustrezna temperatura;
• Pogoji visoke-temperature: hladilni ventilatorji in cevi za tekoče hlajenje se aktivirajo, da odstranijo toploto iz celic, znižajo skupno temperaturo paketa baterij, hkrati pa omejijo izhodno moč, da preprečijo nadaljnje pregrevanje. Stabilno okolje za nadzor temperature je ključnega pomena za podaljšanje življenjske dobe baterije in preprečevanje varnostnih nesreč.

Če litijevo baterijo primerjamo s skladiščem in celice s policami za shranjevanje električne energije, potem je BMS-vsestranski upravitelj, ki deluje kot butler, telesni stražar, zdravnik in koordinator:

Ne glede na to, ali gre za nova energetska osebna vozila, električna tricikla, električna kolesa, industrijsko in komercialno shranjevanje energije ali prenosne naprave z litijevo baterijo, je dobro-zasnovan in popolnoma funkcionalen BMS ključni predpogoj za varno in stabilno delovanje sistemov litijevih baterij ter nepogrešljiva osrednja komponenta v raziskavah, razvoju, proizvodnji in postopkih recikliranja v industriji litijevih baterij.

Nudimo litijevo baterijo BMS in opremo za testiranje BMS. Če imate kakršna koli vprašanja, nas kontaktirajte.

Podjetje Acey New Energy je specializirano za raziskovanje in proizvodnjo vrhunske-opreme za litij-ionske baterije. Zagotovimo lahko-rešitev na enem mestu za montažno linijo paketa litij-ionskih baterij. Če ste novi v industriji litij-ionskih baterij in želite zgraditi lastno linijo za proizvodnjo litij-ionskih baterij ali montažno linijo paketa litij-ionskih baterij, vam lahko zagotovimo strokovno tehnično podporo in vodenje, vas prosimo, da nas kontaktirate!

Kontaktirajte zdaj