Чем управляет система управления батареями (BMS)?

В новых транспортных средствах, аккумуляторных электростанциях и оборудовании с литиевыми батареями безопасная, эффективная и-долговечная работа литиевых аккумуляторов во многом зависит от BMS (системы управления батареями). Многие люди знают только то, что батареи обладают мощностью и могут хранить энергию, но они не знают, что BMS является важнейшим «мозгом» батареи. Эта статья, объединяющая пять основных функций, полностью раскрывает ключевые аспекты управления батареями, управляемые BMS.

Весь чип BMS работает в пяти измерениях, образуя полный замкнутый контур управления батареями: распознавание, защита, балансировка, управление температурным режимом и связь.

1. Ощущение:Мониторинг-в режиме реального времени, полное представление о состоянии аккумулятора

BMS похожа на «пять чувств» аккумулятора, непрерывно собирая три основные точки данных 24 часа в сутки, 7 дней в неделю: напряжение, ток и температура. Благодаря общему напряжению, напряжению отдельных ячеек, общему току в цепи и многоточечному сбору данных о температуре он точно фиксирует рабочие условия-в реальном времени каждой ячейки, обеспечивая основу данных для всех функций.

2. Защита:Четырехкратный-экран для обеспечения безопасности аккумулятора. На основе данных, собранных датчиками, BMS включает в себя четырехуровневый механизм защиты, исключающий риски возгорания, вздутия и отказа аккумулятора: защита от перезаряда, защита от переразряда, защита от перегрузки по току и защита от перегрева. Как только данные достигают опасного порога, цепь немедленно отключается и мощность ограничивается.

3. Балансировка:Координация ячеек для синхронной зарядки и разрядки. Литий-ионные-аккумуляторы состоят из десятков или даже сотен элементов, соединенных последовательно. При заводском использовании и при длительном-использовании могут возникать различия в емкости и напряжении элементов, а эффект «самого слабого звена» значительно снижает общую полезную емкость аккумулятора. Функция балансировки унифицирует напряжение элементов, устраняет разницу напряжений и увеличивает общую емкость аккумулятора и срок его службы.

4. Управление температурным режимом:Поддержание оптимальной рабочей температуры аккумулятора. Производительность литий-ионного-аккумулятора сильно-зависит от температуры: зарядка при низкой-температуре легко приводит к повреждению литиевого покрытия и повреждению элемента, а зарядка и разрядка при высокой-температуре ускоряет деградацию и создает угрозу безопасности. BMS в сочетании с системой управления температурным режимом активирует нагревательные элементы для предварительного нагрева аккумулятора при низких температурах и активирует вентиляторы и трубки жидкостного охлаждения для рассеивания тепла при высоких температурах, фиксируя аккумулятор в оптимальном рабочем диапазоне.

5. Общение:Восходящая и нисходящая связь, облегчающая обмен информацией между автомобилем и пользователем.

BMS действует как внешний «представитель» батареи. Внутри он собирает данные из каждой ячейки посредством шлейфового-подключения. Внешне он взаимодействует с VCU автомобиля и зарядными станциями через шину CAN, одновременно синхронизируя данные с облаком и мобильным приложением. Он может выдавать сигналы о мощности и уровне заряда аккумулятора в автомобиль, а также отображать оставшийся запас хода и состояние аккумулятора владельцу.

ACEY-BP24-300A400AБМС тестер машина – это высокоточная-платформа для тестирования, предназначенная для комплексной функциональной проверки плат защиты литиевых батарей и систем управления батареями (BMS).

1. Комплексный сбор необработанных данных о батарее.

Для сбора данных BMS использует четыре типа оборудования для сбора данных:

• Измерение общего напряжения: определяет общее напряжение аккумуляторной батареи для определения общего запаса энергии;
• Измерение напряжения отдельных ячеек: собирает напряжение каждой отдельной ячейки, чтобы точно определить местонахождение неисправных ячеек с аномальным напряжением;
• Измерение общего тока: контролирует ток цепи зарядки и разрядки для расчета количества заряда и разряда;
• Многоточечное-измерение температуры: датчики температуры размещаются в нескольких местах внутри аккумуляторной батареи для отслеживания повышения температуры элемента в режиме реального времени.

После сбора необработанных данных BMS автоматически рассчитывает четыре основных параметра состояния, преобразуя необработанные данные в эффективную информацию, понятную пользователям и транспортному средству.

2. Четырёх-защитный экран

При обнаружении аномальных данных BMS немедленно активирует многоуровневую защиту, чтобы исключить риск температурного выхода из-под контроля в его источнике:

• Защита от перезаряда: когда напряжение элемента достигает верхнего предела во время зарядки (4,25 В для обычных литиевых батарей), цепь зарядки автоматически отключается, предотвращая дальнейшую зарядку, вздутие элемента и возгорание.
• Защита от переразряда-: когда напряжение разряда падает до нижнего предела (2,8 В для обычных литиевых батарей), выход разряда отключается, чтобы предотвратить необратимое повреждение из-за глубокого истощения элементов.
• Защита от перегрузки по току: когда ток зарядки/разрядки превышает порог безопасности, срабатывает предохранитель или переключатель высокого-напряжения, который отключается, предотвращая выход из строя аккумулятора высоким током.
• Защита от перегрева-: когда температура аккумулятора превышает безопасный предел (обычно 55 градусов), выходная мощность ограничивается или даже отключается, что приводит к охлаждению и рассеиванию тепла.

Короче говоря: чувствительность — это глаза BMS, защита — ее руки и ноги; только точно определив опасность, можно быстро принять меры по обеспечению безопасности батареи.

1. Балансировка ячеек: преодоление бочкового эффекта и увеличение емкости аккумулятора
При параллельном или последовательном соединении нескольких элементов возникает значительная разница напряжений: во время зарядки сначала полностью заряжается элемент с самым высоким напряжением, что вынуждает систему прекратить зарядку, в то время как оставшиеся элементы с более низким-напряжением не могут быть полностью заряжены; во время разрядки сначала разряжается элемент с самым низким напряжением, что приводит к отключению системы, в то время как элементы с высоким-напряжением все еще сохраняют большой заряд. Это эффект бочки, при котором самое слабое звено ячейки определяет общую полезную емкость аккумуляторной батареи. BMS сглаживает разницу напряжений ячеек с помощью двух методов балансировки:

Пассивная балансировка:Использует резисторы для рассеивания избыточного заряда от высоковольтных элементов в виде тепла. Этот метод прост по структуре и недорог, но энергия тратится впустую. В основном он используется в недорогом-хранилище энергии и низкоскоростном-оборудовании.

Активная балансировка:В качестве носителей энергии для передачи избыточного заряда от элементов с высоким-напряжением к элементам с низким-напряжением используются конденсаторы и катушки индуктивности. Этот метод не требует затрат энергии и имеет высокую эффективность балансировки, а также широко используется в основных транспортных средствах, работающих на новой энергии, и в высокотехнологичных-хранилищах энергии.

После балансировки напряжения элементов становятся постоянными, что увеличивает полезную емкость аккумуляторной батареи и значительно продлевает срок ее службы.

2. Двухуровневая-сеть связи для обеспечения совместимости данных.

Связь BMS состоит из двух сетей: внутренней и внешней.

• Внутренняя связь (последовательная-цепь): микросхемы сбора данных ячеек подключаются последовательно для синхронного сбора данных о напряжении и температуре от каждой ячейки, которые затем агрегируются в главный управляющий MCU.
• Внешняя связь (CAN-шина + облако): Взаимодействует с контроллером автомобиля (VCU) и зарядными станциями по линиям CAN; одновременно данные загружаются на облачную платформу и в мобильное приложение, что позволяет владельцам в любое время проверять уровень заряда батареи, радиус действия, состояние батареи и сигналы тревоги.

Литиевые батареи — чрезвычайно чувствительные к температуре-компоненты для хранения энергии: низкие температуры окружающей среды могут привести к отложению лития внутри элементов во время зарядки, что приведет к необратимому повреждению емкости батареи; непрерывная-мощная зарядка и разрядка при высоких температурах ускоряют разложение электролита, что легко приводит к выходу из строя. BMS (система управления аккумулятором) работает совместно со всей системой терморегулирования для достижения двунаправленного контроля температуры:

• Условия низких-температур: встроенные-нагревательные элементы активируются для равномерного нагрева аккумуляторной батареи, что позволяет-заряжать и разряжать ее с высокой мощностью только после достижения подходящей температуры;
• Условия высоких-температур. Вентиляторы охлаждения и трубки жидкостного охлаждения активируются для отвода тепла от элементов, снижая общую температуру аккумуляторной батареи и одновременно ограничивая выходную мощность во избежание дальнейшего перегрева. Стабильный контроль температуры имеет решающее значение для продления срока службы батареи и предотвращения несчастных случаев.

Если мы сравним литиевую аккумуляторную батарею со складом, а элементы — с полками, хранящими электроэнергию, то BMS — это-универсальный менеджер, действующий как дворецкий, телохранитель, врач и координатор:

Будь то пассажирские автомобили на новой энергии, электрические трехколесные велосипеды, электрические велосипеды, промышленные и коммерческие накопители энергии или портативные устройства с литиевыми батареями, хорошо-хорошо спроектированная и полнофункциональная BMS является основной предпосылкой для безопасной и стабильной работы систем литиевых батарей, а также незаменимым ключевым компонентом в процессах исследований, разработок, производства и переработки литиевых батарей.

Мы предоставляем литиевые батареи BMS и испытательное оборудование BMS. Пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас есть какие-либо вопросы.

Acey New Energy специализируется на исследованиях и производстве высококачественного-оборудования для литий-ионных аккумуляторов. Мы можем предоставить универсальное-решение для линии сборки литиевых аккумуляторов. Если вы новичок в производстве литий-ионных аккумуляторов и хотите построить собственную линию по производству литий-ионных аккумуляторов или линию сборки литий-ионных аккумуляторов, мы можем предоставить вам профессиональную техническую поддержку и рекомендации, пожалуйста, свяжитесь с нами!

Свяжитесь сейчас