Какво управлява системата за управление на батерията (BMS)?

При новите енергийни превозни средства, електроцентрали за съхранение на енергия и оборудване за литиеви батерии, безопасната, ефективна и-жизнена работа на пакетите литиеви батерии разчита до голяма степен на BMS (система за управление на батерията). Много хора знаят само, че батериите имат енергия и могат да съхраняват енергия, но не знаят, че BMS е решаващият „мозък“ на батерията. Тази статия, съчетаваща пет основни функции, разбива напълно ключовите аспекти на управлението на батерията, управлявано от BMS.

Целият BMS чип работи около пет измерения, образувайки пълен затворен цикъл за управление на батерията: усещане, защита, балансиране, управление на топлината и комуникация.

1. Усещане:Мониторинг-в реално време, разбиране на пълното състояние на батерията

BMS е като "петте сетива" на батерията, като непрекъснато събира три основни точки от данни 24/7: напрежение, ток и температура. Чрез събиране на данни за общото напрежение, напрежението на индивидуалната клетка, общия ток на веригата и-точковата температура, той улавя точно работните условия в реално- време на всяка клетка, осигурявайки основата на данните за всички функции.

2. Защита:Четири{0}}сгъваем щит за защита на батерията. Въз основа на данни, събрани от сензори, BMS включва четири-слоен механизъм за безопасност за елиминиране на рисковете от запалване, издуване и повреда на батерията: защита от презареждане, защита от пре-разреждане, защита от свръхток и защита от-температура. След като данните достигнат опасен праг, веригата незабавно се прекъсва и захранването се ограничава.

3. Балансиране:Координация на клетките за синхронизирано зареждане и разреждане. Пакетите литиево-йонни батерии се състоят от десетки или дори стотици клетки, свързани последователно. Разлики в капацитета на клетката и напрежението могат да възникнат между фабричната и дългосрочната -употреба, а ефектът на „най-слабото звено“ значително намалява общия използваем капацитет на пакета. Функцията за балансиране обединява напрежението на клетката, елиминира разликите в напрежението и подобрява общия капацитет и продължителността на живота на батерията.

4. Топлинно управление:Поддържане на оптимална работна температура на батерията. Ефективността на литиево-йонната батерия е силно-зависима от температурата: зареждането при ниска-температура лесно води до литиево покритие и повреда на клетката, докато зареждането и разреждането при висока-температура ускорява разграждането и създава опасности за безопасността. BMS, във връзка със системата за термично управление, активира нагревателни елементи за предварително загряване на батерията при ниски температури и активира вентилатори и тръби за течно охлаждане, за да разсейва топлината при високи температури, като заключва батерията в оптималния й работен диапазон.

5. Комуникация:Комуникация нагоре и надолу, улесняваща обмена на информация между автомобила и потребителя.

BMS действа като външен „говорител“ на батерията. Вътрешно той събира данни от всяка клетка чрез последователна-верижна връзка. Външно той взаимодейства с VCU на автомобила и станциите за зареждане чрез CAN шината, като едновременно синхронизира данните в облака и мобилно приложение. Той може да извежда сигнали за мощност и ниво на батерията към автомобила и да показва оставащия пробег и състоянието на батерията на собственика.

ACEY-BP24-300A400Abms тестер машинае високо{0}}прецизна тестова платформа, предназначена за цялостна функционална проверка на платки за защита на литиеви батерии и системи за управление на батерии (BMS).

1. Цялостно събиране на необработени данни за батерията

BMS разчита на четири вида хардуер за събиране на данни, за да постигне отчитане на данни:

• Измерване на общото напрежение: Открива общото напрежение на батерията, за да определи общия енергиен резерв;
• Измерване на напрежението на отделните клетки: Събира напрежението на всяка отделна клетка, за да локализира точно дефектните клетки с необичайно напрежение;
• Измерване на общия ток: Наблюдава тока на веригата за зареждане и разреждане, за да изчисли количеството на зареждане и разреждане;
• Много{0}}точково измерване на температурата: Разполага температурни сонди на множество места в батерията, за да наблюдава повишаването на температурата на клетката в реално време.

След събиране на необработени данни, BMS автоматично изчислява четири основни параметъра на състоянието, трансформирайки необработените данни в ефективна информация, която потребителите и превозното средство могат да разберат.

2. Четири-сгъваем защитен щит

При откриване на необичайни данни, BMS незабавно активира многостепенна защита, за да елиминира риска от топлинно бягство при източника:

• Защита от презареждане: Когато напрежението на клетката достигне горната си граница по време на зареждане (4,25 V за конвенционални литиеви батерии), веригата за зареждане автоматично се изключва, предотвратявайки по-нататъшно зареждане и издуване на клетката и пожар.
• Защита от пре-разреждане: Когато разрядното напрежение падне до долната си граница (2,8 V за конвенционални литиеви батерии), изходът за разреждане се прекъсва, за да се предотврати трайна повреда от дълбоко изтощаване на клетките.
• Защита от свръхток: Когато токът на зареждане/разреждане надвиши прага на безопасност, предпазителят или превключвателят за високо-напрежение се задейства, за да изключи, предотвратявайки разрушаването на клетката от силен ток.
• Защита от пре-температура: Когато температурата на батерията превиши безопасната граница (обикновено 55 градуса), изходната мощност се ограничава или дори се изключва, започвайки охлаждане и разсейване на топлината.

Накратко: Усещането е очите на BMS, защитата е неговите ръце и крака; само чрез точно идентифициране на опасността може бързо да предприеме действия за защита на безопасността на батерията.

1. Балансиране на клетките: Преодоляване на барелния ефект и увеличаване на капацитета на батерията
Когато няколко клетки са свързани паралелно или последователно, възниква значителна разлика в напрежението: по време на зареждане, клетката с най-високо напрежение е напълно заредена първа, принуждавайки системата да спре зареждането, докато останалите клетки с по-ниско-напрежение не могат да бъдат напълно заредени; по време на разреждане първо се разрежда клетката с най-ниско напрежение, принуждавайки системата да се изключи, докато клетките с високо-напрежение все още запазват голямо количество заряд. Това е барелният ефект, при който клетката с най-слабата връзка определя общия използваем капацитет на батерията. BMS изглажда разликата в напрежението на клетката чрез два метода за балансиране:

Пасивно балансиране:Разчита на резистори за разсейване на излишния заряд от клетките с високо-напрежение като топлина. Този метод е прост по структура и ниска цена, но се губи енергия. Използва се най-вече в евтино-съхранение на енергия и ниско{4}}скоростно оборудване.

Активно балансиране:Използва кондензатори и индуктори като носители на енергия за прехвърляне на излишния заряд от клетки с високо-напрежение към клетки с-ниско напрежение. Този метод няма загуба на енергия и има висока ефективност на балансиране и се използва широко в масовите нови енергийни превозни средства и съхранението на енергия от висок{3}}клас.

След балансиране напреженията на клетките са постоянни, увеличавайки използваемия капацитет на батерията и значително удължавайки нейния цикъл на живот.

2. Дву{1}}слойна комуникационна мрежа за оперативна съвместимост на данните

BMS комуникацията се състои от две мрежи: вътрешна и външна.

• Вътрешна комуникация (последователна{0}}верига): Чиповете за събиране на клетки са свързани последователно, за да събират синхронно данни за напрежение и температура от всяка клетка, които след това се агрегират към главния контролен MCU.
• Външна комуникация (CAN шина + облак): Взаимодейства с контролера на превозното средство (VCU) и зареждащи купчини чрез CAN линии; едновременно данните се качват в облачната платформа и мобилното приложение, което позволява на собствениците да проверяват нивото на батерията, обхвата, здравето на батерията и алармите за неизправности по всяко време.

Литиевите батерии са изключително чувствителни към температура-компоненти за съхранение на енергия: ниските температури на околната среда могат да причинят отлагане на литий в клетките по време на зареждане, което трайно уврежда капацитета на батерията; непрекъснатото зареждане и разреждане с висока-мощност при високи температури ускорява разграждането на електролита, което лесно води до термично изтичане. BMS (Система за управление на батерията) работи във връзка с цялата система за управление на топлината, за да постигне двупосочен контрол на температурата:

• Ниски-температурни условия: Вградените-нагревателни елементи се активират за равномерно нагряване на батерията, което позволява зареждане и разреждане с висока-мощност само след достигане на подходяща температура;
• Високи{0}}температурни условия: Охлаждащите вентилатори и тръбите за течно охлаждане се активират, за да отстранят топлината от клетките, намалявайки общата температура на батерията, като същевременно ограничават изходната мощност, за да предотвратят допълнително прегряване. Стабилната среда за контрол на температурата е от решаващо значение за удължаване на живота на батерията и предотвратяване на инциденти, свързани с безопасността.

Ако сравним литиев батериен пакет със склад и клетките с рафтове, съхраняващи електрическа енергия, тогава BMS е-всестранният мениджър, действащ като иконом, бодигард, лекар и координатор:

Независимо дали става въпрос за нови енергийни пътнически превозни средства, електрически триколки, електрически велосипеди, индустриални и търговски складове за енергия или преносими устройства с литиеви батерии, добре-проектираният и напълно функционален BMS е основна предпоставка за безопасната и стабилна работа на системите с литиеви батерии и незаменим основен компонент в процесите на изследване, развитие, производство и рециклиране на индустрията за литиеви батерии.

Ние предлагаме литиева батерия BMS и оборудване за тестване на BMS. Моля, не се колебайте да се свържете с нас, ако имате въпроси.

Acey New Energy е специализирана в проучване и производство на високо{0}}оборудване за литиево-йонни батерии. Ние можем да предоставим-решение за монтажна линия за литиево-йонни батерии, ако сте нов в индустрията за литиево-йонни батерии и искате да изградите своя собствена производствена линия за литиево-йонни батерии или линия за сглобяване на литиево-йонни батерии, ние можем да ви предоставим професионална техническа поддръжка и насоки, моля не се колебайте да се свържете с нас!

Свържете се сега