ساختار اولیه و اصل کار BMS برای وسایل نقلیه انرژی جدید

هیچ تعریف دقیقی از سیستم مدیریت باتری (BMS) وجود ندارد. می‌توانیم آن را به صورت زیر درک کنیم: سیستم مدیریت باتری دستگاهی است که برای نظارت و مدیریت مؤثر بسته باتری برق، حفظ عملکرد عادی سیستم منبع تغذیه و افزایش عمر باتری استفاده می‌شود. معمولاً به عنوان پرستار باتری یا مدیر باتری شناخته می شود. می‌تواند وضعیت عملکرد باتری (ولتاژ، جریان و دما) باتری را کنترل کند، ظرفیت باتری (SOC) و محدوده رانندگی باقی‌مانده مربوطه را پیش‌بینی کند، و باتری را برای جلوگیری از تخلیه بیش از-، شارژ بیش از حد، گرمای بیش از حد و عدم تعادل ولتاژ جدی بین سلول‌ها مدیریت کند، و حداکثر استفاده از ظرفیت ذخیره‌سازی باتری و عمر چرخه را به حداکثر برساند.

طبقه بندی:

سیستم های مدیریت باتری را می توان بر اساس ساختار آنها به سیستم های توزیع شده، سیستم های متمرکز و سیستم های یکپارچه طبقه بندی کرد.

1. سیستم توزیع شده

تعریف اصلی:

یک BMS توزیع شده که به عنوان BMS مدولار نیز شناخته می شود، با "عملکردهای غیرمتمرکز و مدیریت متمرکز" مشخص می شود. این اکتساب اطلاعات باتری و برخی از عملکردهای پردازش را در چندین واحد کنترل مستقل مستقل در ماژول باتری یا بسته باتری توزیع می کند، در حالی که یک واحد کنترل اصلی مسئول الگوریتم های پیشرفته و ارتباطات وسیله نقلیه است.

تجزیه و تحلیل ویژگی های حرفه ای:

مزایا:

• مقیاس پذیری و ماژولار بودن بالا: با افزودن یا حذف واحدهای کنترلی slave، می تواند به راحتی با پلتفرم هایی با سطوح توان و ولتاژ مختلف سازگار شود و طراحی مبتنی بر پلت فرم-را تسهیل کند.
• سیم کشی ساده و قابلیت اطمینان بالا: دسته نمونه برداری هر ماژول بسیار کوتاه و مرتب است، که خطر تداخل ناشی از انتقال سیگنال آنالوگ از مسافت طولانی را کاهش می دهد و دقت اندازه گیری و سازگاری الکترومغناطیسی سیستم را بهبود می بخشد.
• ایمنی بالا: نقاط نمونه برداری با ولتاژ بالا پراکنده شده اند و خطر نفوذ ولتاژ بالا به سیستم های ولتاژ پایین را کاهش می دهد. واحد کنترل اصلی را می توان دور از ناحیه ولتاژ بالا- قرار داد.

معایب:

• پیچیدگی سیستم بالا: نیازمند توسعه و مدیریت دو واحد سخت افزاری (master و slave) و پروتکل های ارتباطی پیچیده است.
• هزینه نسبتاً بالا: هزینه کل سخت‌افزار واحدهای کنترل چندگانه ممکن است بیشتر باشد.
• کاربردهای معمولی: وسایل نقلیه الکتریکی،-سیستم‌های ذخیره انرژی در مقیاس بزرگ، ربات‌ها، و سناریوهای دیگری که به مدولار بودن، مقیاس‌پذیری، ایمنی و دقت بالا نیاز دارند.

2. سیستم متمرکز

تعریف اصلی:

BMS متمرکز از معماری "اکتساب یکپارچه، پردازش متمرکز" استفاده می کند. همه عملکردها در یک کنترل کننده مرکزی واحد ادغام شده اند و تمام سیگنال های ولتاژ و دما سلول باتری به طور مستقیم از طریق دسته سیم های بلند به درگاه های اکتسابی کنترل کننده مرکزی متصل می شوند.

تجزیه و تحلیل ویژگی های حرفه ای:

مزایا:

• ساختار ساده، هزینه کم: کنترل‌کننده واحد، بدون پروتکل ارتباطی اصلی-، توسعه نرم‌افزار نسبتاً ساده، و کمترین هزینه کلی در-سیستم‌های با ظرفیت کوچک.
• پردازش مستقیم داده: همه داده‌ها در یک تراشه واحد پردازش می‌شوند و نیاز به همگام‌سازی متقابل-گره‌ها و تأخیرهای انتقال را از بین می‌برند.

معایب:

• مقیاس پذیری ضعیف: پورت های ورودی/خروجی کنترلر ثابت هستند و سازگاری با سیستم هایی با تعداد باتری های مختلف را دشوار می کند.
• خطر قابلیت اطمینان بالا: مهارهای نمونه برداری از مسافت طولانی مستعد تداخل هستند که منجر به کاهش دقت اندازه گیری می شود. مهارهای متعدد و طولانی منجر به نرخ بالای خرابی کانکتور می شود.
• چیدمان انعطاف ناپذیر: کنترل کننده مرکزی باید به بسته باتری نزدیک باشد و چیدمان دسته سیم ثابت است که برای چیدمان کلی خودرو مناسب نیست.
• خطرات ایمنی: تمام نقاط نمونه برداری با ولتاژ بالا در یک مکان متمرکز شده اند و خطر شکست یک نقطه ای را به همراه دارد که منجر به خرابی کل سیستم می شود.

کاربردهای معمولی: وسایل نقلیه الکتریکی کم سرعت، ابزارهای برقی، کابینت‌های ذخیره انرژی با ظرفیت کوچک- و لوازم الکترونیکی مصرفی با هزینه و فضای بسیار سخت.

3. سیستم یکپارچه

تعریف اصلی:

BMS یکپارچه محصول ادغام عمیق اجزای الکتریکی و مکانیکی است که «یکپارچه‌سازی سخت‌افزار و نرم‌افزار، درجه بالایی از یکپارچگی» را در بر می‌گیرد. عملکردهای اصلی سخت افزار BMS (مانند AFE، MCU) را مستقیماً روی برد کنترل و حفاظت بسته باتری ادغام می کند، و حتی گاهی اوقات به صورت فیزیکی با سایر اجزای بسته باتری (مانند دستگاه های قطع ولتاژ بالا، سنسورهای جریان) ادغام می شود.

تجزیه و تحلیل ویژگی های حرفه ای:

مزایا:

• اندازه کوچک، استفاده از فضای بسیار بالا: بسیار مناسب برای برنامه‌های{0}فضای محدود.
• بهینه سازی هزینه و زنجیره تامین: موادی مانند پوشش ها و اتصالات را کاهش می دهد، تولید و مونتاژ را ساده می کند.
• هدف گذاری عملکرد قوی: طراحی بهینه شده برای بسته های باتری خاص، دستیابی به عملکرد مطلوب.

معایب:

• تقریباً بدون مقیاس پذیری: عمیقاً با بسته باتری یکپارچه شده است، نمی توان از آن برای سیستم های باتری با مشخصات دیگر استفاده کرد.
• نگهداری و تعویض دشوار: در صورت خرابی، معمولاً نیاز به تعویض کل برد کنترل یا حتی کل ماژول بسته باتری دارد.
• چالش‌های اتلاف گرما و جداسازی: ادغام با چگالی{0}بالا چالش‌هایی را در طراحی اتلاف گرما و الزامات بالاتری برای طراحی جداسازی مدارهای ولتاژ بالا و پایین ایجاد می‌کند.

کاربردهای معمولی عبارتند از: لوازم الکترونیکی مصرفی،{0}دوچرخه‌های برقی، محصولات ذخیره‌سازی انرژی خانگی فشرده، و بسته‌های باتری برای برخی از وسایل نقلیه PHEV/HEV که حداکثر استفاده از فضا را در اولویت قرار می‌دهند.

سیستم مدیریت باتری عمدتاً از بخش‌های زیر تشکیل شده است: یک واحد پردازش مرکزی (که ماژول کنترل اصلی یا ECU نیز نامیده می‌شود)، یک واحد جمع‌آوری داده (ماژول کسب BMU)، یک واحد تعادل، یک واحد نمایشگر، اجزای کنترل (رله‌ها، فیوزها) و اجزای تشخیص (تشخیص نشتی، سنسورهای جریان، سنسورهای دما و غیره).

واحد پردازش مرکزی متشکل از یک برد کنترل اصلی و یک مدار کنترل ولتاژ بالا-. واحد اکتساب داده از یک ماژول اکتساب دما و یک ماژول اکتساب ولتاژ تشکیل شده است. در اکثر کاربردها، ماژول متعادل کننده و ماژول تشخیص با هم ادغام می شوند. واحد نمایش شامل یک صفحه نمایش، یک صفحه نمایش LCD، یک صفحه کلید و یک کامپیوتر میزبان است. فناوری فیلدباس CAN عموماً برای برقراری ارتباط اطلاعاتی بین این اجزا و با سیستم چند انرژی{3} وسیله نقلیه استفاده می‌شود.

در سیستم مدیریت باتری یک باتری لیتیوم- از یک سازنده خودرو انرژی جدید، سیستم از ساختار اصلی- استفاده می‌کند. یک ماژول کنترل اصلی BMS می تواند تا 256 ماژول اکتساب را کنترل کند و هر ماژول اکتساب می تواند تا 16 کانال ولتاژ و 8 کانال دما را جمع آوری و پردازش کند. می‌تواند-پایش واقعی وضعیت شارژ و دشارژ باتری، پردازش داده‌ها، تخمین SOC، تخمین محدوده رانندگی، کنترل شارژ و دشارژ، و سایر عملکردها را نظارت کند.

اصل کار اصلی BMS را می توان به سادگی به شرح زیر خلاصه کرد: پس از اینکه مدار اکتساب داده اطلاعات وضعیت باتری را جمع آوری کرد، واحد کنترل الکترونیکی داده ها را پردازش و تجزیه و تحلیل می کند و سپس دستورات کنترلی را بر اساس نتایج تجزیه و تحلیل به ماژول های عملکردی مربوطه در سیستم صادر می کند و اطلاعات را به دنیای خارج منتقل می کند.

ACEY-BP24-300A400Aدستگاه تستر bms، اتوماسیون بالا، سرعت تست سریع و دقت تست بالا. با عملکرد تست حفاظت از شارژ اضافه، بازیابی شارژ بیش از حد، حفاظت از تخلیه بیش از حد، بازیابی تخلیه بیش از حد، حفاظت در برابر جریان اضافه (جریان اضافه شارژ و جریان تخلیه بیش از حد)، مقاومت داخلی، خود{1}}مصرف، حفاظت اتصال کوتاه، زمان حفاظت از شارژ بیش از حد، زمان حفاظت در جریان اضافه، زمان حفاظت از تخلیه بیش از حد، جریان تعادل، ولتاژ تعادل و غیره.

استفاده از باتری در سیستم های قدرت خودرو فرآیند پیچیده ای است. باتری ها باید ایمنی، چگالی توان و چگالی انرژی را بهبود بخشند و نرخ تخلیه و هزینه خود را کاهش دهند. علاوه بر این، بسیاری از مسائل خاص مربوط به استفاده از آنها در وسایل نقلیه باید در نظر گرفته شود، مانند سازگاری باتری،{3}}اتصالات بین باتری، حفاظت در برابر نشت و{4}ایمنی ولتاژ بالا، تهویه و اتلاف گرما، ضد آب و ضد گرد و غبار بسته باتری، و قابلیت نگهداری سیستم. تنها با حل این مشکلات می توان از باتری های برق به طور گسترده در وسایل نقلیه الکتریکی استفاده کرد.

اسی هوشمندمتخصص در ارائه راه حل های یکپارچه برای خطوط مونتاژ نیمه اتوماتیک و تمام اتوماتیک اختصاص داده شده به بسته های باتری لیتیوم یونی که در سیستم های ذخیره انرژی (ESS)، وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین (پهپاد)، دوچرخه های برقی، اسکوترهای برقی، ابزارهای برقی، دو و سه چرخ و کاربردهای مرتبط استفاده می شوند. علاوه بر این، ما طیف کاملی از تجهیزات مونتاژ بسته باتری، از جمله دستگاه های درجه بندی سلولی، دستگاه های مرتب سازی باتری، دستگاه چسباندن کاغذ عایق، تستر CCD، جوشکار نقطه ای باتری دستی/اتوماتیک، تسترهای BMS، تستر جامع باتری، و سیستم های تست بسته باتری را عرضه می کنیم.

اکنون تماس بگیرید