Čime upravlja sistem upravljanja baterijom (BMS)?

U novim energetskim vozilima, elektranama za skladištenje energije i opremi za litijumske baterije, siguran, efikasan i dugotrajan-rad litijumskih baterija se u velikoj mjeri oslanja na BMS (Sistem upravljanja baterijama). Mnogi ljudi znaju samo da baterije imaju snagu i mogu skladištiti energiju, ali nisu svjesni da je BMS ključni "mozak" baterije. Ovaj članak, kombinujući pet osnovnih funkcija, u potpunosti razlaže ključne aspekte upravljanja baterijama kojim upravlja BMS.

Cijeli BMS čip radi oko pet dimenzija, formirajući potpunu zatvorenu petlju upravljanja baterijom: senzor, zaštita, balansiranje, upravljanje toplinom i komunikacija.

1. Sensing:Praćenje{0}}u realnom vremenu, razumijevanje kompletnog stanja baterije

BMS je poput "pet čula" baterije, neprekidno prikupljajući tri ključne tačke podataka 24/7: napon, struju i temperaturu. Kroz ukupni napon, napon pojedinačnih ćelija, ukupnu struju kola i prikupljanje podataka o temperaturi u više-tačaka, precizno bilježi-uslove rada svake ćelije u stvarnom vremenu, pružajući osnovu podataka za sve funkcije.

2. Zaštita:Četverostruki-štit za zaštitu baterije. Na osnovu podataka prikupljenih senzorima, BMS uključuje četveroslojni sigurnosni mehanizam zaštite kako bi se eliminisali rizici od požara, ispupčenja i kvara baterije: zaštita od prepunjavanja, preko{3}}zaštita od pražnjenja, zaštita od prekomjerne struje i pre-zaštita od temperature. Kada podaci dosegnu opasan prag, kolo se odmah prekida i napajanje je ograničeno.

3. Balansiranje:Koordinacija ćelija za sinhronizovano punjenje i pražnjenje. Litijum{1}}jonske baterije se sastoje od desetina ili čak stotina ćelija povezanih u seriju. Razlike u kapacitetu ćelije i naponu mogu se pojaviti između tvorničke i-dugotrajne upotrebe, a efekat "najslabije karike" značajno smanjuje ukupni upotrebljivi kapacitet paketa. Funkcija balansiranja objedinjuje napon ćelije, eliminiše razlike napona i poboljšava ukupni kapacitet baterije i životni vek.

4. Upravljanje toplinom:Održavanje optimalne radne temperature baterije. Performanse litijum{1}}jonske baterije su u velikoj meri -zavisne od temperature: nisko-punjenje na niskim temperaturama lako dovodi do litijumske prevlake i oštećenja ćelija, dok visoko{4}}punjenje i pražnjenje na visokim temperaturama ubrzava degradaciju i predstavlja opasnost po bezbednost. BMS, u kombinaciji sa sistemom upravljanja toplinom, aktivira grijaće elemente za predgrijavanje baterije na niskim temperaturama i aktivira ventilatore i cijevi za hlađenje tekućine kako bi raspršili toplinu na visokim temperaturama, zaključavajući bateriju u svom optimalnom radnom opsegu.

5. Komunikacija:Komunikacija prema gore i dolje, olakšava razmjenu informacija između vozila i korisnika.

BMS djeluje kao vanjski "glasnogovornik" baterije. Interno, prikuplja podatke iz svake ćelije putem daisy-lanca veze. Eksterno, on stupa u interakciju s VCU-om vozila i stanicama za punjenje putem CAN magistrale, istovremeno sinkronizirajući podatke s oblakom i mobilnom aplikacijom. Može odašiljati signale o snazi ​​i nivou baterije vozilu i prikazati vlasniku preostali domet i stanje baterije.

ACEY{0}}BP24-300A400Abms tester mašinaje visoko{0}}platforma za testiranje dizajnirana za sveobuhvatnu funkcionalnu verifikaciju zaštitnih ploča litijumskih baterija i sistema za upravljanje baterijama (BMS).

1. Sveobuhvatno prikupljanje neobrađenih podataka o bateriji

BMS se oslanja na četiri tipa hardvera za prikupljanje podataka kako bi se postiglo otkrivanje podataka:

• Merenje ukupnog napona: Detektuje ukupni napon baterije kako bi se odredila ukupna rezerva energije;
• Individualno mjerenje napona ćelije: Prikuplja napon svake pojedinačne ćelije kako bi precizno locirao neispravne ćelije sa abnormalnim naponom;
• Mjerenje ukupne struje: Nadzire struju kruga punjenja i pražnjenja kako bi izračunao količinu punjenja i pražnjenja;
• Mjerenje temperature na više-tačaka: postavlja temperaturne sonde na više lokacija unutar baterijskog paketa za praćenje porasta temperature ćelije u realnom vremenu.

Nakon prikupljanja neobrađenih podataka, BMS automatski izračunava četiri osnovna parametra stanja, pretvarajući neobrađene podatke u efektivne informacije koje korisnici i vozilo mogu razumjeti.

2. Četvorostruki zaštitni štit

Nakon otkrivanja abnormalnih podataka, BMS odmah aktivira slojevitu zaštitu kako bi eliminirao rizik od toplotnog bijega na svom izvoru:

• Zaštita od prekomjernog punjenja: Kada napon ćelije dostigne svoju gornju granicu tokom punjenja (4,25 V za konvencionalne litijumske baterije), krug punjenja se automatski isključuje, sprečavajući dalje punjenje i izbijanje ćelije i požar.
• Zaštita od preko{0}}pražnjenja: Kada napon pražnjenja padne na svoju donju granicu (2,8V za konvencionalne litijumske baterije), izlaz pražnjenja se prekida kako bi se spriječilo trajno oštećenje od dubokog iscrpljivanja ćelija.
• Zaštita od prekomjerne struje: Kada struja punjenja/pražnjenja prijeđe sigurnosni prag, aktivira se osigurač ili prekidač visokog{0}}napona kako bi se isključio, sprječavajući veliku struju da pokvari ćeliju.
• Zaštita od preko{0}}temperature: Kada temperatura baterije prijeđe sigurnosnu granicu (obično 55 stepeni), izlazna snaga je ograničena ili se čak isključuje, pokrećući hlađenje i rasipanje topline.

Ukratko: Sensing su oči BMS-a, zaštita su njegove ruke i stopala; samo preciznim utvrđivanjem opasnosti može brzo poduzeti mjere za zaštitu sigurnosti baterije.

1. Balansiranje ćelije: Prevazilaženje efekta bureta i maksimiziranje kapaciteta baterije
Kada je više ćelija spojeno paralelno ili serijski, dolazi do značajne razlike u naponu: tokom punjenja, ćelija s najvećim naponom se prvo puni u potpunosti, što primorava sistem da prestane s punjenjem, dok se preostale ćelije nižeg{0}}napona ne mogu u potpunosti napuniti; tokom pražnjenja, ćelija sa najnižim naponom se prva prazni, primoravajući sistem da se isključi, dok visokonaponske ćelije-i dalje zadržavaju veliku količinu napunjenosti. Ovo je efekat bačve, gde najslabija karika ćelija određuje ukupni upotrebljivi kapacitet baterije. BMS izglađuje razliku napona ćelije kroz dvije metode balansiranja:

Pasivno balansiranje:Oslanja se na otpornike kako bi raspršili višak naboja iz visoko-naponskih ćelija kao toplinu. Ova metoda je jednostavne strukture i niske cijene, ali se gubi energija. Uglavnom se koristi u jeftinoj-opremi za skladištenje energije i niskoj{4}}opremi.

Aktivno balansiranje:Koristi kondenzatore i induktore kao nosioce energije za prijenos viška naboja sa visokonaponskih-ćelija na niskonaponske-ćelije. Ova metoda nema rasipanje energije i visoku efikasnost balansiranja, a naširoko se koristi u mainstream novim energetskim vozilima i vrhunski-akumulaciji energije.

Nakon balansiranja, naponi ćelija su konzistentni, povećavajući upotrebljivi kapacitet baterije i značajno produžavajući vijek trajanja.

2. Dvoslojna -komunikacijska mreža za interoperabilnost podataka

BMS komunikacija se sastoji od dvije mreže: interne i eksterne.

• Interna komunikacija (daisy{0}}lanac): Čipovi za akviziciju ćelija su povezani u seriju da sinhrono prikupljaju podatke o naponu i temperaturi iz svake ćelije, koji se zatim agregiraju u glavni upravljački MCU.
• Eksterna komunikacija (CAN sabirnica + oblak): Interagira sa kontrolerom vozila (VCU) i puni punjenja preko CAN linija; Istovremeno, podaci se učitavaju na platformu oblaka i mobilnu aplikaciju, omogućavajući vlasnicima da u bilo kojem trenutku provjere nivo baterije, domet, zdravlje baterije i alarme za kvar.

Litijumske baterije su izuzetno temperaturno{0}}osjetljive komponente za pohranu energije: niske temperature okoline mogu uzrokovati taloženje litijuma unutar ćelija tokom punjenja, trajno oštetiti kapacitet baterije; kontinuirano visoko{1}}punjenje i pražnjenje na visokim temperaturama ubrzava razgradnju elektrolita, što lako dovodi do termičkog bijega. BMS (Battery Management System) radi u sprezi sa cijelim sistemom upravljanja toplinom kako bi se postigla dvosmjerna kontrola temperature:

• Uvjeti niske{0}}temperature: Ugrađeni-elementi za grijanje se aktiviraju kako bi ravnomjerno zagrijali bateriju, omogućavajući-punjenje i pražnjenje velike snage samo nakon postizanja odgovarajuće temperature;
• Uvjeti visoke{0}}temperature: Ventilatori za hlađenje i cijevi za hlađenje tekućinom se aktiviraju da uklone toplinu iz ćelija, smanjujući ukupnu temperaturu baterije, dok ograničavaju izlaznu snagu kako bi se spriječilo dalje pregrijavanje. Stabilno okruženje za kontrolu temperature ključno je za produženje vijeka trajanja baterije i sprječavanje sigurnosnih nezgoda.

Ako uporedimo litijumsku bateriju sa skladištem, a ćelije sa policama koje pohranjuju električnu energiju, onda je BMS{0}}svestrani menadžer, koji djeluje kao batler, tjelohranitelj, doktor i koordinator:

Bilo da se radi o novim energetskim putničkim vozilima, električnim triciklima, električnim biciklima, industrijskom i komercijalnom skladištenju energije ili prijenosnim litijumskim baterijama, dobro-dizajniran i potpuno funkcionalan BMS je osnovni preduvjet za siguran i stabilan rad sistema litijumskih baterija i nezamjenjiva jezgra u istraživanju, razvoju, proizvodnji i procesu recikliranja baterija.

Nudimo BMS i BMS opremu za testiranje litijumskih baterija. Slobodno nas kontaktirajte ako imate bilo kakvih pitanja.

Acey New Energy je specijaliziran za istraživanje i proizvodnju vrhunske-opreme za litijum{1}}jonske baterije. Možemo ponuditi jedno- rješenje za montažnu liniju litijum-jonskih baterija, ako ste novi u industriji litijum-jonskih baterija i želite izgraditi vlastitu liniju za proizvodnju litijum-jonskih baterija ili liniju za montažu litijum-jonskih baterija, možemo vam pružiti profesionalnu tehničku podršku i smjernice, slobodno nas kontaktirajte!

Kontaktirajte sada