Базовая структура и принцип работы BMS для транспортных средств на новых источниках энергии

Строгого определения системы управления батареями (BMS) не существует. Мы можем понять это следующим образом: Система управления батареями — это устройство, используемое для безопасного мониторинга и эффективного управления аккумуляторной батареей, поддержания нормальной работы системы электропитания и продления срока службы батареи. Его широко называют аккумуляторной няней или аккумуляторным менеджером. Он может контролировать рабочее состояние аккумулятора (напряжение, ток и температуру аккумулятора), прогнозировать емкость аккумулятора (SOC) и соответствующий оставшийся запас хода, а также управлять аккумулятором, чтобы избежать чрезмерной-разрядки, перезарядки, перегрева и серьезного дисбаланса напряжения между отдельными элементами, максимально используя емкость аккумулятора и срок службы аккумулятора.

Классификация:

Системы управления батареями можно разделить на распределенные, централизованные и интегрированные системы в зависимости от их структуры.

1. Распределенная система

Основное определение:

Распределенная BMS, также известная как модульная BMS, характеризуется «децентрализованными функциями и централизованным управлением». Он распределяет сбор данных аккумулятора и некоторые функции обработки на несколько независимых подчиненных блоков управления внутри аккумуляторного модуля или аккумуляторного блока, в то время как главный блок управления отвечает за расширенные алгоритмы и связь с автомобилем.

Анализ профессиональных характеристик:

Преимущества:

• Высокая масштабируемость и модульность. Добавляя или удаляя подчиненные блоки управления, его можно легко адаптировать к платформам с различными уровнями мощности и напряжения, что упрощает проектирование на платформе-.
• Простая проводка и высокая надежность. Жгут проводов отбора проб каждого модуля очень короткий и аккуратный, что снижает риск помех от-передачи аналогового сигнала на большие расстояния и повышает точность измерений и электромагнитную совместимость системы.
• Высокая безопасность: точки отбора проб с высоким-высоким напряжением расположены разбросаны, что снижает риск проникновения-высокого напряжения в системы с низким-напряжением. Главный блок управления может быть расположен вдали от зоны высокого-напряжения.

Недостатки:

• Высокая сложность системы: требует разработки и управления двумя аппаратными блоками (главным и подчиненным) и сложными протоколами связи.
• Относительно высокая стоимость: общая стоимость аппаратного обеспечения нескольких подчиненных блоков управления может быть выше.
• Типичные области применения: электромобили, крупномасштабные-системы хранения энергии, роботы и другие сценарии, требующие высокой модульности, масштабируемости, безопасности и точности.

2. Централизованная система

Основное определение:

Централизованная BMS использует архитектуру «интегрированного сбора данных и централизованной обработки». Все функции интегрированы в один центральный контроллер, а все сигналы напряжения и температуры аккумуляторных элементов напрямую подключаются к портам сбора данных на центральном контроллере через длинные жгуты проводов.

Анализ профессиональных характеристик:

Преимущества:

• Простая структура, низкая стоимость: один контроллер, отсутствие протокола связи главного-подчиненного, относительно простая разработка программного обеспечения и самая низкая общая стоимость в системах небольшой-емкости.
• Прямая обработка данных. Все данные обрабатываются на одном чипе, что устраняет необходимость межузловой синхронизации и задержек при передаче.

Недостатки:

• Плохая масштабируемость: порты ввода-вывода контроллера фиксированы, что затрудняет адаптацию к системам с различным количеством батарей.
• Высокий риск надежности: жгуты отбора проб на больших-расстояниях подвержены помехам, что приводит к снижению точности измерений; многочисленные и длинные жгуты приводят к высокой частоте отказов разъемов.
• Негибкая компоновка: центральный контроллер должен располагаться близко к аккумуляторной батарее, а расположение жгутов проводов фиксировано, что не способствует общей компоновке автомобиля.
• Угрозы безопасности. Все точки отбора проб высокого-напряжения сосредоточены в одном месте, что создает риск отказа одной-точки, что приведет к выходу из строя всей системы.

Типичные области применения: низкоскоростные электромобили, электроинструменты, шкафы хранения энергии малой-емкости и бытовая электроника с чрезвычайно жесткими требованиями к стоимости и пространству.

3. Интегрированная система

Основное определение:

Интегрированная BMS представляет собой продукт глубокой интеграции электрических и механических компонентов, воплощающий «интеграцию аппаратного и программного обеспечения, высокую степень интеграции». Он интегрирует основные аппаратные функции BMS (такие как AFE, MCU) непосредственно на плату управления и защиты аккумуляторного блока, а иногда даже физически интегрируется с другими компонентами внутри аккумуляторного блока (такими как устройства отключения высокого-напряжения, датчики тока).

Анализ профессиональных характеристик:

Преимущества:

• Малый размер, чрезвычайно эффективное использование пространства: очень подходит для приложений,-ограниченных по пространству.
• Оптимизация затрат и цепочки поставок: сокращается количество материалов, таких как корпуса и разъемы, что упрощает производство и сборку.
• Высокая производительность: оптимизированная конструкция для конкретных аккумуляторных блоков, обеспечивающая оптимальную производительность.

Недостатки:

• Практически отсутствует масштабируемость: поскольку он глубоко интегрирован с аккумуляторным блоком, его нельзя использовать для аккумуляторных систем других спецификаций.
• Сложное обслуживание и замена: в случае неисправности обычно требуется замена всей платы управления или даже всего модуля аккумуляторной батареи.
• Проблемы с рассеянием тепла и изоляцией. Интеграция с высокой-плотностью создает проблемы при проектировании рассеивания тепла и повышает требования к проектированию изоляции цепей высокого и низкого напряжения.

Типичные области применения: бытовая электроника, двухколесные-электрические транспортные средства, компактные бытовые накопители энергии и аккумуляторные блоки для некоторых автомобилей с гибридным и гибридным электромобилем, в которых приоритетом является максимальное использование пространства.

Система управления аккумулятором в основном состоит из следующих частей: центральный процессор (также называемый основным модулем управления или ЭБУ), блок сбора данных (модуль сбора данных BMU), блок балансировки, блок индикации, компоненты управления (реле, предохранители) и компоненты обнаружения (обнаружение утечки, датчики тока, датчики температуры и т. д.).

Центральный процессор состоит из главной платы управления и схемы управления высокого-напряжения; блок сбора данных состоит из модуля сбора данных о температуре и модуля сбора данных о напряжении. В большинстве случаев модуль балансировки и модуль обнаружения интегрированы вместе; Блок дисплея состоит из панели дисплея, ЖК-экрана, клавиатуры и главного компьютера. Технология полевой шины CAN обычно используется для реализации информационной связи между этими компонентами и с мульти-энергетической системой автомобиля.

В системе управления аккумулятором литий-ионного-аккумулятора от производителя транспортных средств на новой энергии используется структура "главный-подчиненный". Один главный модуль управления BMS может контролировать до 256 модулей сбора данных, и каждый модуль сбора данных может собирать и обрабатывать до 16 каналов напряжения и 8 каналов температуры. Он может выполнять-мониторинг состояния заряда и разряда аккумулятора в режиме реального времени, обработку данных, оценку SOC, оценку запаса хода, контроль заряда и разряда и другие функции.

Основной принцип работы BMS можно кратко изложить следующим образом: после того, как схема сбора данных собирает информацию о состоянии батареи, электронный блок управления обрабатывает и анализирует данные, а затем на основе результатов анализа выдает команды управления соответствующим функциональным модулям внутри системы и передает информацию во внешний мир.

ACEY-BP24-300A400AБМС тестер машина, высокая степень автоматизации, высокая скорость тестирования и высокая точность тестирования. С функцией тестирования защиты от перезаряда, восстановления от перезаряда, защиты от переразряда, восстановления от переразряда, защиты от перегрузки по току (ток перезаряда и ток переразряда), внутреннего сопротивления, собственного-потребления, защиты от короткого замыкания, времени защиты от перезарядки, времени защиты от перегрузки по току, времени защиты от переразряда, тока баланса, напряжения баланса и т. д.

Использование аккумуляторов в автомобильных энергосистемах – сложный процесс. Аккумуляторы должны повысить безопасность, удельную мощность и плотность энергии, а также снизить скорость саморазряда-и стоимость. Кроме того, необходимо учитывать множество особых вопросов, связанных с их использованием в транспортных средствах, таких как целостность аккумуляторной батареи, соединения между-аккумуляторными батареями, защита от утечек и безопасность при высоком-напряжении, вентиляция и рассеивание тепла, гидроизоляция и пылезащита аккумуляторной батареи, а также ремонтопригодность системы. Только решив эти проблемы, аккумуляторные батареи смогут широко использоваться в электромобилях.

Эйси Интеллектуальныйспециализируется на поставке комплексных решений для полуавтоматических и полностью автоматических сборочных линий, предназначенных для литий-ионных аккумуляторов, используемых в системах накопления энергии (ESS), беспилотных летательных аппаратах (БПЛА), электрических велосипедах, электрических скутерах, электроинструментах, двух- и трехколесных транспортных средствах и сопутствующих приложениях. Кроме того, мы поставляем полный спектр оборудования для сборки аккумуляторных батарей, включая машины для сортировки элементов, машины для сортировки аккумуляторов, машины для наклеивания изоляционной бумаги, CCD-тестер, ручные/автоматические аппараты для точечной сварки аккумуляторов, тестеры BMS, комплексные тестеры аккумуляторов и системы тестирования аккумуляторных батарей.

Свяжитесь сейчас