Ką valdo akumuliatoriaus valdymo sistema (BMS)?

Naujose energetinėse transporto priemonėse, energijos kaupimo elektrinėse ir ličio baterijų įrangoje saugus, efektyvus ir ilgaamžiškumas{0}}ličio akumuliatorių blokų veikimas labai priklauso nuo BMS (baterijų valdymo sistemos). Daugelis žmonių žino tik tai, kad akumuliatoriai turi galią ir gali kaupti energiją, tačiau jie nežino, kad BMS yra esminės akumuliatoriaus „smegenys“. Šiame straipsnyje, kuriame apjungiamos penkios pagrindinės funkcijos, išsamiai išskaidomi pagrindiniai akumuliatoriaus valdymo aspektai, kuriuos valdo BMS.

Visas BMS lustas veikia maždaug penkiais matmenimis, sudarydamas visišką akumuliatoriaus valdymo uždarą kilpą: jutimą, apsaugą, balansavimą, šilumos valdymą ir ryšį.

1. Jutimas:Stebėjimas realiuoju laiku-, visos baterijos būklės supratimas

BMS yra tarsi „penki akumuliatoriaus pojūčiai“, nuolat visą parą renkantys tris pagrindinius duomenų taškus: įtampą, srovę ir temperatūrą. Naudodamas bendrą įtampą, atskirų elementų įtampą, bendrą grandinės srovę ir kelių{3}}taškų temperatūros duomenis, jis tiksliai fiksuoja kiekvieno elemento veikimo sąlygas realiuoju laiku, suteikdamas duomenų pagrindą visoms funkcijoms.

2. Apsauga:Keturių-sulenkiamas skydas akumuliatoriaus saugai užtikrinti. Remiantis jutiklių surinktais duomenimis, BMS apima keturių-sluoksnių saugos mechanizmą, kad būtų išvengta akumuliatoriaus užsidegimo, išsipūtimo ir gedimo rizikos: apsauga nuo per didelio įkrovimo, per-iškrovimo apsauga, apsauga nuo viršsrovių ir apsauga nuo per didelės-temperatūros. Duomenims pasiekus pavojingą ribą, grandinė nedelsiant nutrūksta ir maitinimas apribojamas.

3. Balansavimas:Ląstelių koordinavimas sinchronizuotam įkrovimui ir iškrovimui. Ličio-jonų akumuliatorių paketus sudaro dešimtys ar net šimtai nuosekliai sujungtų elementų. Gamyklinio ir ilgalaikio naudojimo elementų talpa ir įtampa gali skirtis, o „silpniausios grandies“ efektas žymiai sumažina bendrą naudingą pakuotės talpą. Balansavimo funkcija suvienodina elementų įtampą, pašalina įtampos skirtumus ir pagerina bendrą akumuliatoriaus talpą bei tarnavimo laiką.

4. Šiluminis valdymas:Optimalios akumuliatoriaus veikimo temperatūros palaikymas. Ličio-jonų akumuliatoriaus veikimas labai priklauso nuo temperatūros-: žemos-temperatūros įkrovimas lengvai sukelia ličio dengimą ir elementų pažeidimus, o aukštoje-temperatūros įkrovimas ir iškrovimas pagreitina degradaciją ir kelia pavojų saugumui. BMS, kartu su šilumos valdymo sistema, suaktyvina šildymo elementus, kad pašildytų akumuliatorių esant žemai temperatūrai, ir įjungia ventiliatorius bei skysčio aušinimo vamzdžius, kad būtų išsklaidyti šiluma esant aukštai temperatūrai, taip užrakinant akumuliatorių optimaliame veikimo diapazone.

5. Bendravimas:Ryšys aukštyn ir žemyn, palengvinantis informacijos mainus tarp transporto priemonės ir naudotojo.

BMS veikia kaip išorinis akumuliatoriaus „atstovas spaudai“. Viduje jis renka duomenis iš kiekvieno langelio per daisy{1}}grandinį ryšį. Išoriškai jis sąveikauja su transporto priemonės VCU ir įkrovimo stotelėmis per CAN magistralę, tuo pačiu sinchronizuodamas duomenis su debesimi ir mobiliąja programėle. Jis gali perduoti galios ir akumuliatoriaus lygio signalus į transporto priemonę ir parodyti likusį atstumą bei akumuliatoriaus būseną savininkui.

ACEY-BP24-300A400Abms testerisyra didelio{0}}tikslumo testavimo platforma, skirta visapusiškam ličio baterijų apsaugos plokščių ir akumuliatorių valdymo sistemų (BMS) funkcionalumui patikrinti.

1. Išsamus neapdorotų baterijų duomenų rinkimas

BMS remiasi keturių tipų duomenų gavimo aparatūra, kad pasiektų duomenų jutimą:

• Bendrosios įtampos matavimas: aptinka bendrą akumuliatoriaus įtampą, kad nustatytų bendrą energijos rezervą;
• Atskirų elementų įtampos matavimas: renka kiekvieno atskiro elemento įtampą, kad būtų galima tiksliai nustatyti sugedusius elementus, kurių įtampa yra nenormali;
• Bendros srovės matavimas: stebi įkrovimo ir iškrovimo grandinės srovę, kad apskaičiuotų įkrovimo ir iškrovimo kiekį;
• Kelių{0}}taškų temperatūros matavimas: įveda temperatūros zondus keliose baterijos bloko vietose, kad realiuoju laiku stebėtų elementų temperatūros kilimą.

Surinkusi neapdorotus duomenis, BMS automatiškai apskaičiuoja keturis pagrindinius būsenos parametrus, paversdama neapdorotus duomenis efektyvia informacija, kurią gali suprasti vartotojai ir transporto priemonė.

2. Keturių-kartų apsauginis skydas

Aptikusi nenormalių duomenų, BMS nedelsdama įjungia pakopinę apsaugą, kad pašalintų šiluminio pabėgimo riziką jo šaltinyje:

• Apsauga nuo perkrovimo: Kai įkrovimo metu elemento įtampa pasiekia viršutinę ribą (4,25 V įprastoms ličio akumuliatoriams), įkrovimo grandinė automatiškai atjungiama, taip užkertant kelią tolesniam įkrovimui ir elementų išsipūtimui bei gaisrui.
• Apsauga nuo per-iškrovimo: kai iškrovos įtampa nukrenta iki apatinės ribos (2,8 V įprastoms ličio akumuliatoriams), iškrovos išėjimas nutrūksta, kad būtų išvengta nuolatinės žalos dėl gilaus elementų išeikvojimo.
• Apsauga nuo viršsrovių: kai įkrovimo / iškrovimo srovė viršija saugos slenkstį, įjungiamas saugiklis arba aukštos{0}}įtampos jungiklis, kad būtų atjungtas ir neleidžiama stipriai srovei sugadinti elemento.
• Apsauga nuo per didelės temperatūros: kai akumuliatoriaus temperatūra viršija saugos ribą (paprastai 55 laipsniai), išėjimo galia apribojama arba net išjungiama, todėl pradedamas vėsinimas ir šilumos išsklaijimas.

Trumpai tariant: jutimas yra BMS akys, apsauga yra rankos ir kojos; tik tiksliai nustatęs pavojų, jis gali greitai imtis veiksmų, kad apsaugotų akumuliatoriaus saugą.

1. Ląstelių balansavimas: statinės efekto įveikimas ir baterijos talpos padidinimas
Kai lygiagrečiai arba nuosekliai sujungiami keli elementai, atsiranda didelis įtampos skirtumas: įkrovimo metu pirmiausia pilnai įkraunamas didžiausios įtampos elementas, todėl sistema nustoja krauti, o likusių žemesnės{0}}tampos elementų negalima visiškai įkrauti; iškrovimo metu pirmiausia iškraunamas mažiausią įtampą turintis elementas, todėl sistema išsijungia, o aukštos{1}}tampos elementai vis tiek išlaiko didelį įkrovimą. Tai yra statinės efektas, kai silpniausios grandies elementas lemia bendrą naudingą akumuliatoriaus talpą. BMS išlygina elementų įtampos skirtumą dviem balansavimo būdais:

Pasyvus balansavimas:Pasikliauja rezistoriais, kurie išsklaido perteklinį krūvį iš aukštos{0}}įtampos elementų kaip šilumą. Šis metodas yra paprastos struktūros ir nebrangus, tačiau eikvojama energija. Jis dažniausiai naudojamas nebrangioje-energijos saugojimo ir mažo-greičio įrangoje.

Aktyvus balansavimas:Naudoja kondensatorius ir induktorius kaip energijos nešiklius, kad perteklinis krūvis būtų perkeltas iš aukštos{0}}įtampos elementų į žemos{1}}tampos elementus. Šis metodas negaili energijos ir didelio balansavimo efektyvumo. Jis plačiai naudojamas pagrindinėse naujose energijos transporto priemonėse ir aukštos kokybės

Po balansavimo elementų įtampa yra pastovi, todėl padidėja akumuliatoriaus talpa ir žymiai pailgėja jo ciklo trukmė.

2. Dviejų{1}}sluoksnių ryšio tinklas duomenų sąveikai užtikrinti

BMS komunikacija susideda iš dviejų tinklų: vidinio ir išorinio.

• Vidinis ryšys (daisy{0}}grandinė): elementų gavimo lustai jungiami nuosekliai, kad būtų sinchroniškai renkami įtampos ir temperatūros duomenys iš kiekvieno elemento, kurie vėliau sujungiami į pagrindinį valdymo MCU.
• Išorinis ryšys (CAN magistralė + debesis): sąveikauja su transporto priemonės valdikliu (VCU) ir įkrovimo krūvomis per CAN linijas; tuo pačiu metu duomenys įkeliami į debesies platformą ir mobiliąją programėlę, todėl savininkai gali bet kada patikrinti akumuliatoriaus lygį, atstumą, akumuliatoriaus būklę ir gedimų signalus.

Ličio baterijos yra itin jautrūs temperatūrai{0}}sudėtantys energijos kaupimo komponentai: žema aplinkos temperatūra gali sukelti ličio nusėdimą elementų viduje kraunant ir visam laikui sugadinant akumuliatoriaus talpą; Nuolatinis didelės-galios įkrovimas ir iškrovimas esant aukštai temperatūrai pagreitina elektrolitų skilimą, todėl šiluminis nutekėjimas lengvai atsiranda. Akumuliatoriaus valdymo sistema (BMS) veikia kartu su visa šilumos valdymo sistema, kad pasiektų dvikryptį temperatūros valdymą:

• Žemos-temperatūros sąlygos: įtaisyti-kaitinimo elementai įjungiami, kad tolygiai šildytų akumuliatorių, todėl didelės-galios įkrovimas ir iškrovimas leidžiamas tik pasiekus tinkamą temperatūrą;
• Aukštos{0}}temperatūros sąlygos: įjungiami aušinimo ventiliatoriai ir skysčio aušinimo vamzdžiai, kad pašalintų šilumą iš elementų, sumažinama bendra akumuliatoriaus temperatūra ir ribojama išėjimo galia, kad būtų išvengta tolesnio perkaitimo. Stabili temperatūros kontrolės aplinka yra labai svarbi norint pailginti akumuliatoriaus veikimo laiką ir išvengti nelaimingų atsitikimų.

Jei palyginsime ličio baterijų bloką su sandėliu, o elementus su lentynomis, kuriose kaupiama elektros energija, tada BMS yra visapusis valdytojas, veikiantis kaip liokajus, asmens sargybinis, gydytojas ir koordinatorius:

Nesvarbu, ar tai būtų naujos energetinės keleivinės transporto priemonės, elektriniai triračiai, elektriniai dviračiai, pramoniniai ir komerciniai energijos kaupikliai, ar nešiojamieji ličio baterijų įrenginiai, gerai{0}}suprojektuota ir visiškai veikianti BMS yra pagrindinė sąlyga saugiam ir stabiliam ličio baterijų sistemų veikimui ir nepakeičiama pagrindinė ličio akumuliatorių pramonės mokslinių tyrimų, plėtros, gamybos ir perdirbimo procesų sudedamoji dalis.

Pateikiame ličio baterijų BMS ir BMS testavimo įrangą. Jei turite klausimų, nedvejodami susisiekite su mumis.

„Acey New Energy“ specializuojasi tiriant ir gaminant aukščiausios klasės{0}}ličio-jonų akumuliatorių įrangą. Galime pasiūlyti vieną -ličio baterijų surinkimo linijos sprendimą, jei esate naujokas ličio jonų baterijų pramonėje ir norite sukurti savo ličio jonų baterijų gamybos liniją arba ličio jonų baterijų rinkinio surinkimo liniją, galime suteikti jums profesionalią techninę pagalbą ir patarimus. Nedvejodami susisiekite su mumis!

Susisiekite dabar