1 Pagrindinės BMS sąvokos
Akumuliatoriaus valdymo sistema (BMS) yra pagrindinis akumuliatoriaus energijos kaupimo sistemos valdymo blokas, tarnaujantis kaip svarbi jungtis tarp akumuliatoriaus elementų ir energijos kaupimo sistemos/elektrinės. Pagrindinė funkcija yra pasiekti protingą įvairių akumuliatorių blokų valdymą ir priežiūrą, išvengti per didelio įkrovimo ir iškrovimo, išvengti terminio nutekėjimo ir užtikrinti sistemos saugumą bei efektyvumą.
Jis daugiausia atsakingas už akumuliatoriaus sistemos būsenos stebėjimą (baterijos parametrų matavimas, įskaitant pagrindinius parametrus ir būseną, pvz., įtampą, srovę, temperatūrą, taip pat akumuliatoriaus būsenos duomenų, tokių kaip SOC ir SOH, skaičiavimą), būsenos analizę, akumuliatoriaus įkrovimą ir iškrovimą. valdymas, apsauga nuo gedimų bei saugaus ir efektyvaus sistemos veikimo užtikrinimas. Tuo pačiu metu pagrindiniai duomenys gali būti įkelti į aukštesnio lygio sistemą atsarginėms kopijoms ir duomenų analizei.
2 Baterijos valdymo sistemos (BMS) veikimo aplinka
Aukšta įtampa: akumuliatoriaus įtampa dažnai gali siekti 700 V.
Didelė srovė: akumuliatoriaus bloko srovė paprastai gali siekti 100–300 amperų.
Gilaus ciklo akumuliatorių iškrovimo ir įkrovimo gylis (DOD) paprastai yra 80% ar didesnis.
3 Energijos kaupimo BMS sistemos charakteristikos
Sauga: gali užkirsti kelią akumuliatoriaus perkrovimui, perkrovimui, perkaitimui, trumpajam jungimui ir kitiems gedimams, užtikrinant saugų akumuliatoriaus veikimą.
Efektyvumas: gali optimizuoti akumuliatoriaus įkrovimo ir iškrovimo procesą ir pagerinti jo naudojimo efektyvumą.
Tarnavimo laikas: gali pailginti akumuliatoriaus tarnavimo laiką.
Patikimumas: gali stabiliai veikti atšiaurioje aplinkoje.
Mastelio keitimas: gali patenkinti įvairaus masto energijos kaupimo sistemų poreikius.
4 Bendrieji energijos kaupimo BMS sistemų ryšio protokolai
CAN magistralė: dažniausiai naudojamas lauko magistralės protokolas, kurio privalumai yra maža kaina, greitas perdavimo greitis ir didelis patikimumas.
RS485: RS485 yra pusiau dvipusio nuosekliojo ryšio protokolas, turintis stiprią apsaugą nuo trukdžių ir ilgą perdavimo atstumą.
„Modbus“: „Modbus“ yra universalus „Modbus“ protokolas, turintis tokių privalumų kaip naudojimo paprastumas ir geras atvirumas.
5 Pamatiniai duomenys apie dažniausiai naudojamas energijos kaupimo BMS sistemas
Baterijos tipas: ličio jonų akumuliatorius, švino rūgšties akumuliatorius ir kt
Individuali įtampa: 3,7 V, 12 V, 24 V ir kt
Akumuliatoriaus įtampa: 48V, 220V, 400V ir kt
Akumuliatoriaus talpa: 10kWh, 20kWh, 50kWh ir kt
Maksimali įkrovimo srovė: 1C, 2C, 3C ir kt
Didžiausia iškrovimo srovė: 1C, 2C, 3C ir kt
6 BMS komponentai
1. Matavimo modulis
Įtampos jutiklis: stebi kiekvieno akumuliatoriaus elemento įtampą, kad užtikrintų, jog kiekvieno elemento įtampa yra saugiame diapazone.
Srovės jutiklis: įkrovimo ir iškrovimo srovės matavimas realiuoju laiku, akumuliatoriaus įkrovimo ir iškrovimo būsenos stebėjimas.
Temperatūros jutiklis: stebi akumuliatoriaus elementų temperatūrą, kad būtų išvengta perkaitimo ar netinkamo aušinimo.
2. Valdymo blokas
Mikrovaldiklis (MCU) arba skaitmeninis signalų procesorius (DSP): atsakingas už duomenų iš matavimo modulių apdorojimą, SOC, SOH ir kitų būsenų skaičiavimo algoritmų vykdymą ir valdymą pagal iš anksto nustatytas strategijas.
Atmintis: saugo programos kodą, istorinius duomenis ir būsenos informaciją.
3. Balanso grandinė
Pasyvi balansavimo grandinė: rezistoriai sunaudoja akumuliatoriaus elementų galios skirtumą, kad pasiektų pusiausvyrą.
Aktyvi balansavimo grandinė: grandinė perduoda energiją iš vieno akumuliatoriaus elemento į kitą, kad būtų efektyvesnis balansavimas.
4. Apsaugokite grandinę
Apsaugos nuo perkrovimo / iškrovimo grandinė: kai akumuliatoriaus įtampa viršija saugų diapazoną, jis automatiškai nutraukia įkrovimo arba iškrovimo kelią.
Apsaugos nuo trumpojo jungimo grandinė: aptinka trumpojo jungimo sąlygas, kad išvengtų žalos, kurią sukelia per didelė srovė.
Apsaugos nuo temperatūros grandinė: kai temperatūra viršija nustatytą slenkstį, sistema automatiškai išsijungia, kad apsaugotų akumuliatorių.
5. Ryšio modulis
Ryšio sąsajos: tokios kaip CAN, RS485, UART ir kt., naudojamos duomenų mainams su išoriniais įrenginiais (pavyzdžiui, įkrovikliais, inverteriais, stebėjimo sistemomis).
Belaidžio ryšio modulis: pvz., Bluetooth WiFi, nuotolinio stebėjimo ir valdymo palaikymas.
6. Vartotojo sąsaja
Ekranas: rodo akumuliatoriaus būseną, veikimo duomenis ir informaciją apie gedimus.
Valdymo skydelis: vartotojai gali nustatyti ir stebėti naudodami mygtukus, jungiklius arba jutiklines valdymo sąsajas.
7. Programinė įranga
Integruotoji programinė įranga: programinė įranga, veikianti valdymo bloke, atsakinga už duomenų gavimą, apdorojimą, valdymo logiką ir apsaugos strategijų vykdymą.
Taikymas: aukštesnio lygio programinė įranga, skirta duomenų analizei, nuotoliniam stebėjimui ir sistemos valdymui.
8. Išorinės sąsajos
Maitinimo sąsaja: prijunkite akumuliatorių prie išorinių apkrovų arba įkrovimo įrenginių.
Derinimo sąsaja: palengvina sistemos derinimą ir trikčių šalinimą inžinieriams.
9. Šilumos valdymo sistema
Aušintuvas arba ventiliatorius: padeda vėsinti akumuliatoriaus bloką, išvengti perkaitimo ir išlaikyti akumuliatorių saugioje darbo temperatūros diapazone.
10. Apsaugos mechanizmas
Atleidimo dizainas: suprojektuokite pagrindinių komponentų dubliavimą, kad pagerintumėte sistemos patikimumą.
Gedimų diagnostikos sistema: įvairių komponentų būsenos stebėjimas realiu laiku, teikiantis įspėjimo apie gedimus ir aliarmo funkcijas.
7 Pagrindinės BMS funkcijos
1. Būsenos stebėjimas
Įtampos stebėjimas: kiekvieno akumuliatoriaus elemento įtampos matavimas realiuoju laiku, siekiant užtikrinti, kad akumuliatorius veiktų saugiame diapazone.
Srovės stebėjimas: stebėkite įkrovimo ir iškrovimo srovę, kad įsitikintumėte, jog laikomasi projektinių specifikacijų, ir nedelsdami aptikkite bet kokias neįprastas situacijas.
Temperatūros stebėjimas: išmatuokite akumuliatoriaus elementų temperatūrą, kad išvengtumėte perkaitimo ir netinkamo aušinimo įtakos akumuliatoriaus veikimui.
2. Mokesčių ir iškrovų valdymas
Įkrovimo valdymas: automatiškai sureguliuokite įkrovimo strategiją pagal akumuliatoriaus būseną, kad išvengtumėte perkrovimo ir per didelės srovės.
Iškrovos kontrolė: stebėkite iškrovimo procesą, kad įsitikintumėte, jog akumuliatorius per daug neišsikrauna ir prailgina jo tarnavimo laiką.
Subalansuotas valdymas: Akumuliatoriaus elementai yra subalansuoti, siekiant užtikrinti, kad kiekvieno elemento įtampa ir talpa būtų vienodi, neleidžiant atskiriems elementams perkrauti ir išsikrauti.
3. Saugumo apsauga
Apsauga nuo perkrovimo: kai akumuliatoriaus įtampa pasiekia nustatytą vertę, jis automatiškai nustoja krauti, kad būtų išvengta perkrovimo.
Apsauga nuo per didelio išsikrovimo: kai akumuliatoriaus įtampa yra mažesnė už nustatytą vertę, išsikrovimas automatiškai sustos, kad apsaugotų akumuliatorių.
Apsauga nuo trumpojo jungimo: Srovės stebėjimas realiuoju laiku, kad būtų išvengta trumpojo jungimo sukeltos baterijos žalos.
Apsauga nuo perkaitimo: stebėkite temperatūros pokyčius, kad išvengtumėte baterijos terminio nutekėjimo dėl perkaitimo.
4. Būsenos įvertinimas
SOC (State of Charge) įvertinimas: įvertina esamą įkrovimo būseną, nurodydama srovės galios ir vardinės galios santykį.
Sveikatos būklės (SOH) įvertinimas: akumuliatoriaus sveikatos būklės įvertinimas, atspindintis akumuliatoriaus talpos ir veikimo pablogėjimo laipsnį.
5. Gedimų diagnostika ir signalizacija
Gedimų aptikimas realiuoju laiku: Stebėkite įvairius indikatorius, greitai aptikkite gedimus ir registruokite informaciją apie gedimus.
Aliarmo mechanizmas: Atsiradus neįprastai situacijai, nedelsiant siunčiamas pavojaus signalas, primenantis vartotojui imtis priemonių.
6. Duomenų registravimas ir bendravimas
Duomenų įrašymas: užrašykite akumuliatoriaus įkrovimo ir iškrovimo istoriją, temperatūros pokyčius, veikimo laiką ir kitus duomenis, kad galėtumėte vėliau analizuoti.
Ryšio funkcija: keistis duomenimis su išorinėmis sistemomis (pvz., keitikliais, stebėjimo sistemomis ir kt.) ir teikti informaciją apie būseną realiuoju laiku.
7. Vartotojo sąsaja
Vaizdinis ekranas: suteikia patogią sąsają, rodančią akumuliatoriaus būseną, istorinius duomenis ir informaciją apie gedimus, kad būtų galima stebėti ir valdyti naudotoją.
8. Protingas valdymas
Duomenų analizė: naudojant duomenų analizės metodus, pvz., mašininį mokymąsi, kad būtų galima analizuoti akumuliatoriaus veikimą ir optimizuoti įkrovimo bei iškrovimo strategijas.
Nuotolinis stebėjimas: nuotolinio stebėjimo ir valdymo diegimas tinkle, siekiant pagerinti sistemos valdymo efektyvumą ir reagavimo greitį.
9. Integravimas ir suderinamumas
Sistemos integravimas: Integruokite su kitais galios elektroniniais prietaisais (pvz., inverteriais, įkrovimo stotimis ir kt.), kad pagerintumėte bendrą sistemos veikimą.
Suderinamumas: Suderinamas su įvairių tipų baterijomis (pvz., ličio jonų, švino rūgšties ir kt.).