Akumulatora pārvaldības sistēma (BMS) ir tehnoloģija, kas īpaši izstrādāta, lai uzraudzītu akumulatoru blokus, kas ir akumulatoru elementu sastāvdaļas, kas ir elektriski sakārtotas rindas kolonnu matricas konfigurācijā, lai nodrošinātu mērķa sprieguma un strāvas diapazonu paredzamajiem slodzes apstākļiem noteiktā laika periodā. .
BMS nodrošinātajā uzraudzībā parasti ietilpst:
- Uzraudzības akumulators
- Nodrošiniet akumulatora aizsardzību
- Novērtējiet akumulatora darbības stāvokli
- Pastāvīga akumulatora veiktspējas optimizēšana
- Ziņojiet par darbības statusu ārējām ierīcēm
Šeit ir termins "akumulators' ir viss akumulators; Tomēr uzraudzības un kontroles funkcijas tiek īpaši piemērotas atsevišķiem akumulatoriem vai akumulatoru komplektiem, kas tiek dēvēti par moduļiem visā akumulatoru komplektā. Litija jonu uzlādējamām baterijām ir visaugstākais enerģijas blīvums, un tās ir standarta izvēle daudziem patērētāju akumulatoru komplektiem, sākot no klēpjdatoriem līdz elektriskajiem transportlīdzekļiem. Lai gan tie darbojas labi, tie var būt diezgan nežēlīgi, ja tiek darbināti ārpus parasti šauras drošās darbības zonas (SOA), un rezultāti var būt no akumulatora darbības traucējumiem līdz pilnīgi bīstamām sekām. BMS darba apraksts neapšaubāmi ir sarežģīts, jo tā vispārējā sarežģītība un uzraudzības apjoms var ietvert vairākas disciplīnas, piemēram, elektrisko, digitālo, vadības, termisko un hidraulisko.
Kā darbojas akumulatora pārvaldības sistēma?
Nav fiksēta vai unikāla standarta, kas būtu jāpieņem akumulatoru pārvaldības sistēmām. Tehniskā projekta apjoms un īstenošanas raksturlielumi parasti ir saistīti ar:
- Akumulatoru komplektu izmaksas, sarežģītība un izmērs
- Akumulatoru lietošana un visas drošības, kalpošanas laika un garantijas problēmas
- Izšķiroša nozīme ir dažādu valdības noteikumu sertifikācijas prasībām, ja nav ieviesti funkcionālās drošības pasākumi, izmaksas un sodi
BMS ir daudzas dizaina funkcijas, un akumulatora bloka aizsardzības pārvaldība un jaudas pārvaldība ir divas pamatfunkcijas. Šeit mēs apspriedīsim, kā šīs divas funkcijas darbojas. Akumulatoru bloku aizsardzības pārvaldībai ir divas galvenās jomas: elektriskā aizsardzība, kas nozīmē, ka akumulatorus nedrīkst sabojāt, ja tos izmanto ārpus SOA; Termiskā aizsardzība, kas ietver pasīvu un/vai aktīvu temperatūras kontroli, lai uzturētu vai ievietotu akumulatoru SOA.
Elektriskās vadības aizsardzība: strāva
Akumulatora bloka strāvas un akumulatora vai moduļa sprieguma uzraudzība ir veids, kā panākt elektrisko aizsardzību. Jebkura akumulatora elementa elektrisko SOA ierobežo strāva un spriegums. 1. attēlā parādīts tipisks litija jonu akumulators SOA, kur labi izstrādāta BMS aizsargās akumulatoru, neļaujot tam darboties ārpus ražotāja akumulatora novērtējuma. Daudzos gadījumos SOA drošības zonā var piemērot papildu samazinājumu, lai pagarinātu akumulatora darbības laiku.
Litija jonu akumulatoriem ir dažādi uzlādes strāvas ierobežojumi un izlādes strāvas ierobežojumi, un abi režīmi var izturēt lielāku maksimālo strāvu, lai gan laiks ir īss. Akumulatoru ražotāji parasti nosaka maksimālos nepārtrauktās uzlādes un izlādes strāvas ierobežojumus, kā arī maksimālās uzlādes un izlādes sprieguma ierobežojumus. BMS, kas nodrošina strāvas aizsardzību, noteikti izmantos maksimālo nepārtraukto strāvu. Tomēr pirms tam var ņemt vērā pēkšņas slodzes apstākļu izmaiņas; Piemēram, pēkšņs elektrisko transportlīdzekļu paātrinājums. BMS var apvienot maksimālās strāvas uzraudzību, integrējot strāvu un nolemjot samazināt pieejamo strāvu vai pilnībā pārtraukt grupas strāvu pēc Δ laika. Tas nodrošina BMS gandrīz tūlītēju jutību pret ārkārtējiem strāvas maksimumiem, piemēram, īssavienojuma situācijām, kas nepiesaista neviena pastāvīga drošinātāja uzmanību, bet var arī izturēt augstas maksimālās prasības, ja vien tās nav pārmērīgas pārāk ilgi.
Elektriskās vadības aizsardzība: spriegums
2. attēlā parādīts, ka litija jonu akumulatoriem jādarbojas noteiktā sprieguma diapazonā. Šīs SOA robežas galu galā noteiks izvēlētā litija jonu akumulatora ķīmiskās īpašības un akumulatora temperatūra jebkurā laikā. Turklāt, ņemot vērā lielo strāvas ciklu skaitu, izlādi slodzes pieprasījuma dēļ un uzlādi no dažādiem enerģijas avotiem, kas tiek pakļauts jebkuram akumulatoram, šie SOA sprieguma ierobežojumi bieži tiek ierobežoti, lai optimizētu akumulatora darbības laiku. BMS ir jāzina, kādi ir šie ierobežojumi, un jāpieņem lēmumi, pamatojoties uz šo sliekšņu tuvumu. Piemēram, tuvojoties augsta sprieguma robežai, BMS var pieprasīt pakāpenisku lādēšanas strāvas samazināšanu vai, ja robeža tiek sasniegta, tā var pieprasīt pilnīgu uzlādes strāvas pārtraukšanu. Tomēr šim ierobežojumam bieži ir pievienoti papildu sprieguma histerēzes apsvērumi, lai novērstu vadības svārstības attiecībā uz izslēgšanas slieksni. No otras puses, tuvojoties zemsprieguma robežai, BMS pieprasīs kritiskās aktīvās neatbilstīgās slodzes, lai samazinātu to pašreizējo pieprasījumu. Elektrisko transportlīdzekļu gadījumā to var panākt, samazinot vilces motoram pieejamo pieļaujamo griezes momentu. Protams, BMS ir jāuzskata par prioritāti vadītāja drošība un jāaizsargā akumulators no neatgriezeniskiem bojājumiem.
Termiskās vadības aizsardzība: Temperatūra
Uz virsmas litija jonu akumulatoriem ir plašs darba temperatūras diapazons, taču ievērojami lēnāka ķīmiskās reakcijas ātruma dēļ akumulatora kopējā jauda zemā temperatūrā samazinās. Runājot par spēju zemā temperatūrā, to veiktspēja patiešām ir daudz labāka nekā svina-skābes vai NiMh akumulatoriem; Tomēr temperatūras pārvaldība ir ļoti svarīga, jo uzlāde zem 0 grādiem C (32 ° F) ir fiziski problemātiska. Zemas sasaldēšanas uzlādes laikā uz anoda var rasties metāliskā litija galvanizācijas parādība. Tas ir neatgriezenisks bojājums, kas ne tikai noved pie jaudas samazināšanās, bet arī palielina akumulatora atteices iespējamību, ja tas tiek pakļauts vibrācijai vai citiem stresa apstākļiem. BMS var kontrolēt akumulatora temperatūru, izmantojot sildīšanu un dzesēšanu.
Siltuma pārvaldības ieviešana pilnībā ir atkarīga no akumulatora lieluma un izmaksām, veiktspējas mērķiem, BMS dizaina standartiem un produktu vienībām, kas var ietvert apsvērumus mērķa ģeogrāfiskajā apgabalā. Neatkarīgi no sildītāja veida parasti ir efektīvāk iegūt enerģiju no ārēja maiņstrāvas avota vai no alternatīvām akumulatoriem, ko izmanto sildītāja darbināšanai, ja nepieciešams. Tomēr, ja elektriskajam sildītājam ir mērens strāvas patēriņš, enerģiju no galvenā akumulatora bloka var izvadīt, lai sildītu sevi. Ja tiek izmantota karsta hidrauliskā sistēma, tiek izmantots elektriskais sildītājs, lai sildītu dzesēšanas šķidrumu, kas tiek sūknēts un sadalīts visā komponentā.
Neapšaubāmi, BMS projektēšanas inženieriem ir dažas prasmes dizaina nozarē, lai pilinātu siltumenerģiju akumulatoru komplektos. Piemēram, var ieslēgt dažādas jaudas elektroniskās ierīces, kas paredzētas jaudas pārvaldībai BMS ietvaros. Lai gan tas nav tik efektīvs kā tiešā apkure, to joprojām var izmantot neatkarīgi no tā. Dzesēšana ir īpaši svarīga, lai samazinātu litija jonu akumulatoru komplektu veiktspējas zudumu. Piemēram, iespējams, konkrētais akumulators vislabāk darbojas 20 ° C temperatūrā; Ja iepakojuma temperatūra tiek paaugstināta līdz 30°C, tā veiktspējas efektivitāte var samazināties par 20%. Ja akumulators tiek nepārtraukti uzlādēts un atkārtoti uzlādēts 45 °C (113 °F) temperatūrā, veiktspējas zudums var sasniegt 50%. Ja akumulators tiek pastāvīgi pakļauts pārkarsētā vidē, īpaši ātras uzlādes un izlādes ciklu laikā, akumulatora darbības laiks var arī novecot un priekšlaicīgi pasliktināties. Dzesēšanu parasti panāk ar divām metodēm – pasīvo vai aktīvo, un var izmantot abas metodes. Pasīvā dzesēšana ir atkarīga no gaisa plūsmas kustības, lai atdzesētu akumulatoru. Kas attiecas uz elektriskajiem transportlīdzekļiem, tas nozīmē, ka tie brauc tikai pa ceļu. Tomēr tas var būt sarežģītāks, nekā izskatās, jo gaisa ātruma sensoru var integrēt kopā, lai stratēģiski automātiski pielāgotu novirzes gaisa aizsprostu, lai palielinātu gaisa plūsmu. Aktīvu temperatūras kontrolētu ventilatoru ieviešana var būt noderīga pie maziem ātrumiem vai tad, kad transportlīdzeklis ir apturēts, taču tas viss ir tikai tāpēc, lai akumulatora bloks būtu tādā pašā temperatūrā kā apkārtējā vide. Ja laiks ir karsts, tas var paaugstināt iepakojuma sākotnējo temperatūru. Karsto hidraulisko aktīvo dzesēšanu var konstruēt kā papildu sistēmu, parasti izmantojot etilēnglikola dzesēšanas šķidrumu ar noteiktu sajaukšanas attiecību, kas cirkulē caur caurulēm/šļūtenēm, sadales kolektoriem, šķērsplūsmas siltummaiņiem (radiatoriem) un dzesēšanas plāksnēm pret akumulatora komponentiem, izmantojot elektrisko sūknis. BMS uzrauga visa akumulatora bloka temperatūru un atver un aizver dažādus vārstus, lai uzturētu visa akumulatora temperatūru šaurā temperatūras diapazonā, lai nodrošinātu optimālu akumulatora darbību.
Jaudas vadība
Akumulatora bloka kapacitātes palielināšanu var uzskatīt par vienu no svarīgākajiem BMS nodrošinātajiem akumulatora darbības parametriem. Ja šī apkope netiek veikta, akumulators galu galā var kļūt nederīgs. Problēmas cēlonis ir fakts, ka akumulatoru komplektu (akumulatoru sēriju bloku) "kraušana" nav pilnīgi vienāda un būtībā ir nedaudz atšķirīga noplūdes vai pašizlādes pakāpe. Noplūde nav ražotāja defekts, bet gan akumulatora ķīmiskās īpašības, lai gan to statistiski var ietekmēt nelielas ražošanas procesa izmaiņas. Sākotnēji akumulatoru komplektiem var būt labi saskaņoti akumulatori, taču laika gaitā līdzība starp akumulatoriem vēl vairāk samazinās ne tikai pašizlādes dēļ, bet arī uzlādes/izlādes ciklu, temperatūras paaugstināšanās un vispārējā kalendārā novecošanās ietekmē. Paturot to prātā, atgādinot iepriekšējo diskusiju, litija jonu akumulatori darbojas labi, taču tie var būt diezgan nežēlīgi, ja tiek darbināti ārpus stingras SOA. Iepriekš esam uzzinājuši par nepieciešamo elektrisko aizsardzību, jo litija jonu akumulatori nevar labi tikt galā ar pārlādēšanu. Kad tie ir pilnībā uzlādēti, tie nevar pieņemt vairāk strāvas, jebkura papildu enerģija tiks pārvērsta siltumā, un spriegums var strauji pieaugt, potenciāli sasniedzot bīstamu līmeni. Tas nav veselīgs stāvoklis šūnām, un, ja tas turpinās, tas var izraisīt neatgriezeniskus bojājumus un nedrošus darbības apstākļus.
Akumulatoru bloku sērijveida savienojums nosaka visa akumulatora bloka spriegumu, un neatbilstība starp blakus esošajiem akumulatoriem var radīt grūtības, mēģinot uzlādēt jebkuru akumulatoru. 3. attēlā parādīts, kāpēc tas notiek. Ja cilvēkam ir pilnībā sabalansēts akumulatoru komplekts, tad viss ir kārtībā, jo katrs akumulators lādēsies vienādi, un uzlādes strāva var tikt pārtraukta, kad tiek sasniegts 4.0 sprieguma augšējais slieksnis. Tomēr nelīdzsvarotā situācijā augšējais akumulators sasniegs uzlādes robežu pirms grafika, un atzara uzlādes strāva ir jāpārtrauc, pirms citi apakšējie akumulatori tiek uzlādēti līdz pilnai jaudai.
Lai parādītu tās darbības principu, ir jāpaskaidro galvenā definīcija. Akumulatora vai moduļa uzlādes stāvoklis (SOC) noteiktā laikā ir tieši proporcionāls pieejamajai jaudai attiecībā pret kopējo jaudu, kad tas ir pilnībā uzlādēts. Tāpēc akumulators ar 50% SOC nozīmē, ka tas ir uzlādēts par 50%, līdzīgi kā jaudas mērītāja kvalitātes koeficients. BMS jaudas pārvaldība ir līdzsvarotu SOC izmaiņas katrā bateriju komplektā. Tā kā SOC nav tieši izmērāms lielums, to var novērtēt, izmantojot dažādas metodes, un pati balansēšanas shēma parasti tiek iedalīta divās kategorijās: pasīvā un aktīva. Ir daudz tēmu variāciju, katrai no tām ir savas priekšrocības un trūkumi. BMS projektēšanas inženieris izlemj, kurš no tiem ir vispiemērotākais konkrētajam akumulatora blokam un tā pielietojumam. Pasīvo līdzsvaru ir visvieglāk sasniegt, un tas var arī izskaidrot vispārējo līdzsvara jēdzienu. Pasīvās metodes ļauj katram akumulatora komplektā esošajam akumulatoram nodrošināt tādu pašu uzlādes jaudu kā vājākajam akumulatoram. Tas izmanto salīdzinoši zemu strāvu, lai uzlādes cikla laikā pārsūtītu nelielu enerģijas daudzumu no augstas SOC akumulatoriem, lai visas baterijas varētu uzlādēt līdz maksimālajam SOC līmenim. 4. attēlā parādīts, kā BMS to panāk. Tas uzrauga katru akumulatoru un izmanto tranzistoru slēdžus un atbilstoša izmēra izlādes rezistorus paralēli katram akumulatoram. Kad BMS konstatē, ka konkrētais akumulators tuvojas uzlādes robežai, tā ap to esošo lieko strāvu lejupejošā veidā novirzīs uz nākamo akumulatoru.
Līdzsvarošanas procesa beigu punkti pirms un pēc ir parādīti 5. attēlā. Rezumējot, BMS ļauj akumulatoriem vai moduļiem akumulatora komplektā redzēt uzlādes strāvas, kas atšķiras no akumulatora bloka strāvas, lai līdzsvarotu akumulatoru, izmantojot vienu no tālāk norādītajām darbībām. metodes:
Uzlādes noņemšana no visvairāk uzlādētā akumulatora nodrošina papildu uzlādes strāvu, lai novērstu pārlādēšanu, un ļauj mazāk uzlādētiem akumulatoriem saņemt lielāku uzlādes strāvu.
Daļas vai gandrīz visas uzlādes strāvas pārvietošana ap visvairāk uzlādētu akumulatoru, ļaujot mazāk uzlādētiem akumulatoriem saņemt uzlādes strāvu ilgāku laika periodu
Akumulatoru vadības sistēmu veidi
Akumulatora pārvaldības sistēma var izmantot dažādas tehnoloģijas, sākot no vienkāršas līdz sarežģītai, lai sasniegtu galvenos norādījumus par "rūpēšanos par akumulatoru". Tomēr šīs sistēmas var klasificēt, pamatojoties uz to topoloģiju, kas ir saistīta ar to uzstādīšanu un darbību uz visa akumulatora bloka akumulatoriem vai moduļiem.
Centralizēta BMS arhitektūra
Akumulatora blokā ir centrālā BMS. Visi akumulatoru bloki ir tieši savienoti ar centrālo BMS. Centralizēto BMS struktūra ir parādīta 6. attēlā. Centralizētajai BMS ir dažas priekšrocības. Tas ir kompaktāks un bieži vien ekonomiskākais, jo ir tikai viens BMS. Tomēr centralizētajai BMS ir arī trūkumi. Tā kā visi akumulatori ir tieši savienoti ar BMS, BMS ir nepieciešami daudzi porti, lai savienotu visus akumulatoru blokus. Tas nozīmē, ka lielos akumulatoru komplektos ir liels skaits vadu, kabeļu, savienotāju utt., kas padara traucējummeklēšanu un apkopi sarežģītu.
Modulārā BMS topoloģija
Līdzīgi kā centralizētā ieviešanā, BMS ir sadalīts vairākos atkārtotos moduļos, no kuriem katrs ir aprīkots ar īpašu vadu komplektu un ir savienots ar blakus norādītajām akumulatora bloka daļām. Skatīt 7. attēlu. Dažos gadījumos šie BMS apakšmoduļi var būt galvenā BMS moduļa uzraudzībā, kura funkcija ir uzraudzīt apakšmoduļu stāvokli un sazināties ar perifērijas ierīcēm. Atkārtotas modularizācijas dēļ problēmu novēršana un apkope ir vienkāršāka, kā arī to ir viegli paplašināt līdz lielākam akumulatoru komplektam. Trūkums ir tāds, ka kopējās izmaksas ir nedaudz augstākas, un atkarībā no lietojumprogrammas var būt dublēti neizmantoti līdzekļi.
Primārā/sekundārā BMS
Tomēr konceptuāli līdzīgas modulārajai topoloģijai, šajā gadījumā pakārtotās ierīces ir vairāk ierobežotas tikai ar mērījumu informācijas pārsūtīšanu, savukārt galvenās ierīces ir paredzētas skaitļošanai un kontrolei, kā arī ārējai komunikācijai. Tāpēc, lai gan izmaksas ir līdzīgas moduļu tipiem, tās var būt zemākas, jo ierīces funkcionalitāte bieži vien ir vienkāršāka, pieskaitāmās izmaksas var būt mazākas un var būt mazāk neizmantoto funkciju.
Sadalītā BMS arhitektūra
Atšķirībā no citām topoloģijām citās topoloģijās elektroniskā aparatūra un programmatūra ir iekapsulēta moduļos, kas tiek savienoti ar akumulatoru caur vadu instalācijām. Distributed BMS integrē visu elektronisko aparatūru vadības panelī, kas atrodas tieši uz uzraudzītā akumulatora vai moduļa. Tas samazina dažu sensoru vadu un sakaru vadu plašo pieslēgšanu starp blakus esošajiem BMS moduļiem. Tāpēc katrs BMS ir neatkarīgāks un apstrādā aprēķinus un saziņu pēc vajadzības. Tomēr, neskatoties uz šo acīmredzamo vienkāršību, šī integrētā veidlapa padara problēmu novēršanu un apkopi par iespējamu problēmu, jo tā atrodas dziļi ekranētos moduļa komponentos. Izmaksas bieži ir augstākas, jo visā akumulatora bloka struktūrā ir vairāk BMS.
Akumulatora pārvaldības sistēmas nozīme
BMS funkcionālā drošība ir vissvarīgākā. Ir ļoti svarīgi nepieļaut, lai jebkura uzraudzīta un kontrolēta akumulatora vai moduļa spriegums, strāva un temperatūra pārsniegtu norādītos SOA ierobežojumus uzlādes un izlādes darbību laikā. Ja limits tiek pārsniegts uz noteiktu laika periodu, tiks ietekmēti ne tikai potenciāli dārgie akumulatoru komplekti, bet arī var rasties bīstamas termiskās avārijas situācijas. Turklāt, lai aizsargātu litija jonu akumulatorus un nodrošinātu funkcionālo drošību, nepieciešama arī stingra zemākā sprieguma sliekšņa robežvērtību uzraudzība. Ja litija jonu akumulatori tiek turēti šajā zemsprieguma stāvoklī, uz anoda galu galā var izaugt vara dendriti, kas var izraisīt pašizlādes ātruma palielināšanos un iespējamās drošības problēmas. Augsta enerģijas blīvuma izmaksas litija jonu energosistēmās ir tādas, ka gandrīz nav vietas akumulatora pārvaldības kļūdām. Pateicoties BMS un litija jonu akumulatoru uzlabojumiem, šī ir viena no veiksmīgākajām un drošākajām mūsdienās pieejamajām akumulatoru ķīmiskajām vielām.
Akumulatora veiktspēja ir otra svarīgākā BMS funkcija, kas ietver elektrisko un siltuma pārvaldību. Lai elektriski optimizētu kopējo akumulatora ietilpību, visām bateriju komplektā esošajām baterijām ir jābūt līdzsvarotām, kas nozīmē, ka blakus esošo akumulatoru SOC visā komponentā ir aptuveni vienāds. Tas ir ļoti svarīgi, jo tas ne tikai nodrošina optimālu akumulatora ietilpību, bet arī palīdz novērst plašu pasliktināšanos un samazina potenciālos karstos punktus vāju akumulatoru pārlādēšanai. Litija jonu akumulatoriem vajadzētu izvairīties no izlādes zem zemā sprieguma robežas, jo tas var izraisīt atmiņas traucējumus un ievērojamu jaudas zudumu. Elektroķīmiskie procesi ir ļoti jutīgi pret temperatūru, un baterijas nav izņēmums. Kad apkārtējā temperatūra pazeminās, akumulatora jauda un pieejamā enerģija ievērojami samazināsies. Tāpēc BMS var savienot ārējos tiešsaistes sildītājus, kas atrodas uz šķidruma dzesēšanas sistēmām, piemēram, elektrisko transportlīdzekļu akumulatoru blokiem, vai ieslēgt pastāvīgās sildīšanas plāksnes, kas uzstādītas zem helikopteru vai citu lidmašīnu akumulatoru bloku moduļiem. Turklāt, tā kā zemas temperatūras litija jonu akumulatoru uzlāde nepalielina akumulatora darbības laiku, ir svarīgi vispirms pilnībā paaugstināt akumulatora temperatūru. Lielāko daļu litija jonu akumulatoru nevar ātri uzlādēt temperatūrā, kas ir zemāka par 5 °C, un tos nedrīkst uzlādēt vispār zemāk par 0 °C. Lai sasniegtu optimālu veiktspēju parastas ekspluatācijas laikā, BMS siltuma pārvaldība parasti nodrošina, ka akumulators darbojas šaura Goldilocks darbības zona (piemēram, 30-35 grāds C). Tas var aizsargāt veiktspēju, pagarināt kalpošanas laiku un izveidot veselīgu un uzticamu akumulatoru komplektu.
Akumulatora vadības sistēmas priekšrocības
Pilnu akumulatora enerģijas uzglabāšanas sistēmu, ko parasti sauc par BESS, var stratēģiski salikt no desmitiem, simtiem vai pat tūkstošiem litija jonu akumulatoru atkarībā no pielietojuma. Šo sistēmu nominālais spriegums var būt mazāks par 100 V, bet var sasniegt līdz 800 V, ja akumulatora barošanas avota strāvas diapazons ir līdz 300 A vai lielāks. Jebkura slikta augstsprieguma akumulatoru bloku pārvaldība var izraisīt katastrofālas katastrofas, kas apdraud dzīvības. Tāpēc BMS ir ļoti svarīga drošas darbības nodrošināšanai. BMS priekšrocības var apkopot šādi.
Funkcionālā drošība.Pats par sevi saprotams, ka liela izmēra litija jonu akumulatoriem tas ir īpaši piesardzīgi un nepieciešams. Bet, kā zināms, pat mazāki formāti, kas tiek izmantoti klēpjdatoros, var aizdegties un radīt ievērojamus bojājumus. Litija jonu barošanas sistēmas saturošu izstrādājumu lietotāju personiskā drošība atstāj maz vietas akumulatoru pārvaldības kļūdām.
Dzīves ilgums un uzticamība.Akumulatoru bloka aizsardzības pārvaldība, elektriskā un termiskā, nodrošinot, ka visas baterijas tiek izmantotas saskaņā ar deklarētajām SOA prasībām. Šī smalkā uzraudzība nodrošina drošu lietošanu un ātrus akumulatora uzlādes un izlādes ciklus, kā arī neizbēgami rada stabilu sistēmu, kas var nodrošināt uzticamu servisu gadiem ilgi.
Veiktspēja un apjoms.BMS akumulatora jaudas pārvaldība, kas izmanto starpakumulatoru balansēšanu, lai līdzsvarotu blakus esošo akumulatoru SOC uz akumulatora bloka komponentiem, nodrošinot optimālu akumulatora jaudu. Ja šī BMS funkcija neņem vērā izmaiņas pašizlādē, uzlādes/izlādes ciklos, temperatūras efektos un vispārējā novecošanā, akumulators galu galā var kļūt nederīgs.
Diagnostika, datu vākšana un ārējā komunikācija.Uzraudzības uzdevums ietver nepārtrauktu visu akumulatoru elementu uzraudzību, kur pašu datu ierakstīšanu var izmantot diagnostikai, bet parasti to izmanto skaitļošanas uzdevumiem, lai prognozētu visu komponentā esošo akumulatoru SOC. Šī informācija tiek izmantota balansēšanas algoritmiem, taču to var kopīgot ar ārējām ierīcēm un displejiem, lai norādītu pieejamo pastāvīgo enerģiju, novērtētu paredzamo diapazonu vai diapazonu/dzīves ilgumu, pamatojoties uz pašreizējo lietojumu, un nodrošinātu akumulatora veselības stāvokli.
Samaziniet izmaksas un garantiju.BMS ieviešana BESS palielina izmaksas, un akumulators ir dārgs un potenciāli bīstams. Jo sarežģītāka sistēma, jo augstākas ir drošības prasības, tāpēc nepieciešama lielāka BMS uzraudzība. Tomēr BMS aizsardzība un profilaktiskā apkope attiecībā uz funkcionālo drošību, kalpošanas laiku un uzticamību, veiktspēju un darbības jomu, diagnostiku utt. nodrošina, ka tas samazinās kopējās izmaksas, tostarp ar garantiju saistītās izmaksas.
Secinājums
Simulācija ir vērtīgs sabiedrotais BMS projektēšanā, it īpaši, ja to izmanto, lai izpētītu un atrisinātu dizaina problēmas aparatūras izstrādē, prototipā un testēšanā. Izmantojot precīzu litija jonu akumulatora modeli, BMS arhitektūras simulācijas modelis tiek atzīts par izpildāmu virtuālo prototipu specifikāciju. Turklāt simulācija ļauj nesāpīgi izpētīt BMS uzraudzības funkciju variantus dažādiem akumulatoru un vides darbības scenārijiem. Ieviešanas problēmas var identificēt un izmeklēt agri, ļaujot apstiprināt veiktspējas un funkcionālās drošības uzlabojumus pirms ieviešanas faktiskajos aparatūras prototipos. Tas samazina izstrādes laiku un palīdz nodrošināt, ka pirmais aparatūras prototips ir izturīgs. Turklāt, veicot iegultās sistēmas lietojumprogrammās, BMS un akumulatoru komplektiem var veikt daudzas autentifikācijas pārbaudes, tostarp sliktākā gadījuma scenārijus.