8 BMS veikimo principas
1. Duomenų rinkimas
BMS renka akumuliatoriaus elementų būsenos duomenis realiuoju laiku per įmontuotus jutiklius, tokius kaip įtampos jutikliai, srovės jutikliai ir temperatūros jutikliai. Jutikliai stebi kiekvieno akumuliatoriaus elemento įtampą, srovę ir temperatūrą, kad užtikrintų, jog jie yra saugiame diapazone.
2. Būsenos įvertinimas
SOC (State of Charge): BMS naudoja tam tikrus algoritmus (pvz., Kulono skaičiavimą, atviros grandinės įtampą arba sintezės algoritmą ir kt.), kad įvertintų akumuliatoriaus įkrovimo būseną ir nustatytų esamą likusią akumuliatoriaus talpą.
SOH (sveikatos būklė): analizuokite akumuliatoriaus veikimo duomenis (pvz., talpą, vidinę varžą ir kt.), įvertinkite akumuliatoriaus sveikatos būklę ir nustatykite, ar ją reikia prižiūrėti ar pakeisti.
3. Mokesčių ir iškrovų valdymas
Įkrovimo valdymas: Įkrovimo proceso metu BMS koreguoja įkrovimo srovę ir įkrovimo strategiją pagal akumuliatoriaus SOC ir SOH informaciją, kad išvengtų perkrovimo ir užtikrintų, kad akumuliatorius būtų įkraunamas pagal saugaus įkrovimo kreivę.
Iškrovos kontrolė: iškrovimo proceso metu BMS stebi akumuliatoriaus įtampą ir srovę, kad įsitikintų, jog nėra per didelio išsikrovimo reiškinio (ty akumuliatoriaus įtampa yra žemiau saugos slenksčio).
4. Subalansuotas valdymas
Įsitikinkite, kad kiekvieno akumuliatoriaus bloko įtampa ir talpa yra vienodi, o BMS įgyvendins subalansuotą valdymą:
Pasyvus balansavimas: sunaudojama perteklinė galia iš aukštos įtampos įrenginių per rezistorius.
Aktyvus balansavimas: elektros pertekliaus perkėlimas iš vieno įrenginio į kitą, kad būtų pasiektas efektyvesnis balansavimas.
5. Apsaugos mechanizmas
Apsauga nuo perkrovimo: stebėkite akumuliatoriaus įtampą, kad įsitikintumėte, jog įkrovimo metu ji neviršija nurodytos įtampos slenksčio.
Apsauga nuo per didelio išsikrovimo: aptinka akumuliatoriaus įtampą, kad ji nenukristų žemiau saugios ribos.
Apsauga nuo trumpojo jungimo ir viršsrovių: aptikus trumpąjį jungimą arba nenormalią srovę, greitai atjungiamas maitinimas, kad būtų apsaugota baterija ir įranga.
Apsauga nuo perkaitimo: Stebėkite temperatūros pokyčius ir automatiškai sustabdykite įkrovimo ir iškrovimo procesą, kai temperatūra viršija nustatytą vertę.
6. Duomenų registravimas ir bendravimas
BMS įrašys ir saugos stebėjimo duomenis realiuoju laiku ir perduos duomenis į išorinius įrenginius (pvz., įkroviklius, stebėjimo sistemas ir kt.) per ryšio sąsajas (pvz., CAN, RS485 ir kt.), kad būtų galima stebėti ir duomenis realiuoju laiku. analizė.
7. Vartotojo sąsaja
BMS paprastai yra su vartotojo sąsaja, kuri vaizdžiai rodo akumuliatoriaus būseną, įkrovimo ir iškrovimo istoriją, informaciją apie gedimus ir kitus duomenis, kuriuos vartotojai gali stebėti ir valdyti.
8. Sumanus optimizavimas
Išplėstinė BMS taip pat naudoja tokias technologijas kaip duomenų analizė ir mašininis mokymasis, kad nuolat optimizuotų įkrovimo ir iškrovimo strategijas, pagerintų akumuliatoriaus veikimą ir naudojimo trukmę.
9 BMS trijų lygių architektūra
1. Pagrindinis sluoksnis (aparatinės įrangos sluoksnis): baterijos elementų stebėjimo įrenginiai (BCMU) arba pavaldiniai:
Jutikliai: įskaitant įtampos jutiklius, srovės jutiklius ir temperatūros jutiklius, atsakingus už atskirų baterijų būsenos stebėjimą realiuoju laiku.
Valdymo blokas: dažniausiai mikrovaldiklis (MCU) arba skaitmeninis signalų procesorius (DSP), naudojamas jutiklių duomenims apdoroti ir stebėjimo bei valdymo funkcijoms atlikti.
Balansavimo grandinė: pasyvi arba aktyvi balansavimo grandinė, naudojama užtikrinti energijos nuoseklumą tarp akumuliatoriaus elementų.
Apsaugos grandinė: įskaitant perkrovimo, perkrovimo, trumpojo jungimo ir perkaitimo apsaugos grandines, užtikrinančias, kad akumuliatorius veiktų saugiame diapazone.
Ryšio sąsaja: sąsaja, naudojama bendrauti su išoriniais įrenginiais, tokiais kaip įkrovikliai, keitikliai ir stebėjimo sistemos, pvz., CAN, RS485, UART ir kt.
2. Tarpinis sluoksnis (valdymo sluoksnis) pagrindinis blokas arba baterijų bloko valdymo blokas (BPMU):
Duomenų apdorojimas: atsakingas už jutiklių duomenų apdorojimą realiuoju laiku iš bazinio sluoksnio, įskaitant SOC (įkrovimo būsenos) ir SOH (sveikatos būklės) skaičiavimus.
Balanso valdymas: dinamiškai įgyvendinkite balanso strategijas, pagrįstas akumuliatoriaus būsena, kad užtikrintumėte subalansuotą galios lygį kiekviename akumuliatoriaus elemente.
Įkrovimo ir iškrovimo valdymas: valdykite įkrovimo ir iškrovimo procesą, kad užtikrintumėte saugų veikimą įkrovimo ir iškrovimo diapazone.
Saugos stebėjimas: akumuliatoriaus būsenos stebėjimas realiuoju laiku, savalaikis reagavimas į galimas neįprastas situacijas, tokias kaip perkrovimas, per didelis iškrovimas, trumpieji jungimai ir kt.
Surinkus informaciją, jis bendrauja su trečiuoju lygiu per ryšio liniją, dažnai naudodamas CAN arba Ethernet ryšio metodus.
3. Viršutinio lygmens taikomojo lygio (vartotojo lygmens) sistemos valdymo blokas (sistemos valdymo blokas) arba centrinis valdymo blokas (CCU):
Vartotojo sąsaja: suteikia patogią sąsają, kurioje rodoma akumuliatoriaus bloko būsena, istoriniai duomenys ir trikčių informacija, skirta naudotojui stebėti ir valdyti.
Duomenų įrašymas ir analizė: Įrašykite akumuliatoriaus naudojimo duomenis, atlikite duomenų analizę, pateikite akumuliatoriaus veikimo ataskaitas ir priežiūros rekomendacijas.
Nuotolinis stebėjimas ir valdymas: tinklo sąsajos leidžia nuotoliniu būdu stebėti, todėl vartotojai gali valdyti ir prižiūrėti akumuliatorių blokus iš skirtingų vietų.
10 BMS technologijos tipas
1. Paskirstyta BMS: integruoti kiekvienos baterijos elemento stebėjimą ir valdymą baterijos elemente ir perduoti informaciją pagrindiniam valdikliui per ryšio protokolus. Savybė ta, kad kiekvienas akumuliatoriaus elementas turi nepriklausomą stebėjimo ir valdymo sistemą, todėl tarp jų nereikia keistis informacija. Tai leidžia sistemai normaliai veikti net ir sugedus akumuliatoriaus elementui, užtikrinant, kad nenukentės bendras sistemos veikimas ir padidinamas jos patikimumas.
2. Centralizuotas BMS: visų baterijų elementų stebėjimas ir valdymas centralizuotas pagrindiniame valdiklyje, o informacija į pagrindinį valdiklį perduodama per ryšio protokolus. Privalumas yra mažesnė kaina, tačiau patikimumas yra palyginti mažas, nes sugedus pagrindiniam valdikliui gali sugesti visa sistema.
3. Modulinė BMS: padalinkite akumuliatoriaus elementą į kelis modulius, kurių kiekvienas turi nepriklausomą stebėjimo ir valdymo sistemą, ir perduoda informaciją pagrindiniam valdikliui per ryšio protokolus. Modulinė BMS pasiekia sąnaudų ir patikimumo balansą, tinka įvairaus masto energijos kaupimo sistemoms.
Kiekvienas BMS tipas turi savo unikalių pranašumų ir taikomų scenarijų. Paskirstytasis BMS yra tinkamas didelės apimties energijos kaupimo sistemoms dėl didelio patikimumo, paprastos priežiūros ir atnaujinimo bei didesnio lankstumo; Centralizuotas BMS dėl mažos kainos tinka mažos apimties energijos kaupimo sistemoms; Modulinė BMS suteikia subalansuotą pasirinkimą tarp kainos ir patikimumo. Tobulėjant technologijoms, būsimos BMS technologijos daugiausia dėmesio skirs realiojo laiko stebėjimo ir valdymo galimybių gerinimui bei komunikacijos protokolų standartizavimo ir vienybės stiprinimui, siekiant toliau didinti energijos kaupimo sistemų saugą ir patikimumą.