Battery Management System
In Battery Management System (BMS) is in apparaat dat brûkt wurdt om batterijpakketten effektyf te behearjen. Foar elektryske auto's kin in goed-ûntwurpen BMS-hardware en -software it rydberik effektyf fergrutsje, de libbensduur fan 'e batterijpakket ferlingje, de bedriuwskosten ferminderje, en de feiligens en betrouberens fan' e machtbatterijpakket garandearje. It enerzjybatterijbehearsysteem is in ûnmisbere kearnkomponint wurden fan elektryske auto's. Dit haadstik sil rjochtsje op it yntrodusearjen fan 'e gearstalling, funksjes en wurkprinsipes fan it enerzjybatterijbehearsysteem.
Systeem Arsjitektuer
In typysk batterijbehearsysteem (BMS) hardware omfettet yn it foarste plak in Battery Management Unit (BMU), in Cell Management Unit (CMU), sensors, wiring harnesses, ensfh. Op grûn fan 'e topology tusken controllers yn' e BMS kinne BMS's breed wurde yndield yn twa soarten: yntegreare en ferdield.
1. Yntegrearre BM
2. Ferspraat BMS
Oars as yntegrearre topologyen, ferdield arsjitektuer ferdiele de BMS funksjonaliteit yn in mainboard BMU en meardere slave CMUs. De modulêre struktuer simplifies module gearstalling, optimizes sampling harnas yndieling, en alleviates spanning drop inconsistencies mei unifoarme spacing. Neidielen omfetsje hegere kosten en komplekser kommunikaasje- en kontrôleûntwerp. Op grûn fan it ferskaat oan ferdielde BMS-ferbiningsmetoaden kinne se fierder ferdield wurde yn trije soarten: stjerferbining (sjoch figuer 8 -2), busferbining en daisy-chain-ferbining.
(1) Star ConnectionYn in stjer ferbining, de mainboard BMU sintraal leit, en eltse CMU module is direkt ferbûn mei de BMS mainboard fia in harnas. Stjerferbiningen fasilitearje punt-nei-puntkontrôle, en it mislearjen fan ien CMU-knooppunt hat gjin signifikante ynfloed op it systeem. Lykwols, as it oantal modules nimt ta, de kompleksiteit fan de kommunikaasje linen yn in stjer ferbining ferheget eksponentiell, wêrtroch ûnderhâld dreech en beheine scalability. Fanwegen beheinings fan de BMS mainboard havens, CMU modules kinne net wurde tafoege willekeurich, wêrtroch't it relatyf seldsum yn grutte -tapassingen.
(2) Bus FerbiningIn bus-basearre systeemarsjitektuer fasilitearret modulêr ûntwerp, lykas werjûn yn figuer 8-3. De BMS is typysk ferdield yn meardere kontrôle-ienheden: BMU, CMU, en Battery Join Box (BJB). De BMU, CMU en BJB binne ferbûn fia CAN of oare busnetwurken. De BMU fiert de kearnalgoritmefunksjes foar batterijbehear; de CMU fiert sel spanning oanwinst, lykwicht, en temperatuer mjitting; de BJB fiert heechspannings-, stroom- en temperatuerwinning, kontaktorriden en diagnostyk, en isolaasjedeteksje foar it batterijpakket; isolaasje soarget foar elektryske isolemint, foarkomt backflow út baarnende út it circuit board en beheinen ynterferinsje amplitude.
De bus-basearre arsjitektuer biedt fleksibeler kommunikaasjeferbiningen en sterke skaalberens, it ferienfâldigjen fan hardware-arsjitektuer-ûntwerp sterk, it berikken fan modulariteit, en it ferbetterjen fan systeemtapasberens en portabiliteit. Syn wichtichste neidiel is syn relatyf hege kosten.
Daisy-chaining is in relatyf nije ferbiningsmetoade dy't de lêste jierren ûntstien is. De ynterface kin folsleine-dupleks SPI-sinjalen oant 1Mb/s omsette yn differinsjaalsignalen en ferstjoere fia twisted-paarkabel en in ienfâldige, lege-transformator. Bygelyks, Linear Technology's AFE-apparaten (LTC6811) kinne wurde ferbûn om in BMS te foarmjen. In lytse, lege-transformator ferfangt de gegevensisolator. Pa de wichtichste kontrôle microprocessor kant, in lytse adapter IC (LTC6820) jout de wichtichste controller ynterface. Wylst unidirectional daisy-ketennetwurk ienfâldich is, kin it mislearjen fan elke node de kommunikaasje fan it hiele systeem beynfloedzje. Dêrom is in ferbettere ring-daisy-keten, lykas werjûn yn figuer 8-4, ûntwikkele en tapast yn 'e BMS-produkten fan grutte fabrikanten fan nije enerzjyauto's lykas Tesla. Yn ferliking mei CAN-busferbiningen is daisy-chaining leger yn kosten en lytser yn grutte, mar it hat minne skaalberens, in beheind maksimum oantal knooppunten, en muoite by it behanneljen fan batterijbehearproblemen yn kompleksere senario's lykas grutskalige enerzjyopslachsystemen.
Basis funksjes
Yn 't algemien omfetsje de basisfunksjes fan in Battery Management System (BMS): gegevenswinning, skatting fan batterijstatus, enerzjybehear, feiligensbehear, termysk behear, lykwichtskontrôle, kommunikaasjefunksjes en minsklike -masine-ynterface. figuer 8-5 lit in funksjoneel blok diagram fan in batterij behear systeem.
Gegevenswinning is de basis fan alle algoritmen en kontrôles yn in Battery Management System (BMS). Dêrom binne samplingfrekwinsje, krektens en pre-filterkarakteristiken krúsjale yndikatoaren dy't de prestaasjes fan it batterijsysteem beynfloedzje. De taryf fan gegevenswinning wurdt bepaald troch it senario en de funksje. Bygelyks, mei in reservekopy Netzteil kin de gegevens akwisysje taryf sa leech wêze as ien frame per 10 sekonden of sels per minuut; wylst foar objekten mei rap feroarjende stroom (lykas auto's), gegevens op syn minst ien kear elke 1 sekonde moatte wurde oanhelle, mei wat feiligens-relatearre gegevens dy't samplingfrekwinsjes nedich binne sa leech as 100ms of 10ms.
2. Battery State Estimation
Skatting fan batterijstatus omfettet benammen twa aspekten:State of Charge (SOC)enSteat fan sûnens (SOH). SOC karakterisearret de hjoeddeistige oerbleaune lading fan it batterijpakket en is de basis foar it skatten fan it rydberik fan in elektryske auto. SOH is in parameter dy't brûkt wurdt om de oerbleaune lifespan fan 'e batterij en oare sûnensomstannichheden te fertsjintwurdigjen.
Enerzjybehear soarget derfoar dat de echte-enerzjyútfier en ynput fan 'e batterij de draachkapasiteit fan' e batterij en it systeem net grutter meitsje. Yn 'e realiteit wurdt de lading / ûntlaadkapasiteit fan in batterij beynfloede troch temperatuer, SOC en SOH, ûnder oare faktoaren. Tagelyk moatte op systeemnivo risiko's lykas oververhitting en sirkwy meltdown wurde foarkommen. Dêrom is enerzjybehear in wrâldwide kontrôleproses dat primêr stroom, spanning, temperatuer, SOC en SOH brûkt as ynput.
Tafersjoch op batterijspanning, stroom en temperatuer om te soargjen dat se de normale berik net útkomme. Moderne BMS (Battery Management System) kontrolearret net allinich it heule batterijpakket, mar soarget ek foar ferfine kontrôle oer ekstreme yndividuele selbetingsten lykas oerladen, oer-ûntladen en oer-temperatuer.
Koelje de batterij as syn wurktemperatuer te heech is en ferwaarmje it as it ûnder de legere limyt fan syn geskikte wurktemperatuer falt om de batterij binnen har optimale wurkbereik te hâlden en temperatuerbalâns te behâlden tusken yndividuele sellen tidens wurking. Termysk behear is benammen nedich foar batterijen dy't brûkt wurde ûnder hege-krêftûntlading en hege-temperatueromstannichheden.
6. Balancing Control
Inkonsistinsjes yn batterijprestaasjes kinne liede ta in delgong yn 'e totale prestaasjes fan batterijpakket en sels feiligensrisiko's. Balansearjende circuits wurde ynstalleare tusken de yndividuele sellen yn it batterijpakket om te soargjen dat de oplaad- en ûntlaadbetingsten fan elke yndividuele sel sa konsekwint mooglik binne, en dêrmei de algemiene prestaasjes fan it batterijpakket ferbetterje.
In krúsjale funksje fan in batterijbehearsysteem (BMS) is om kommunikaasje fan batterijparameters en ynformaasje mooglik te meitsjen mei apparaten oan board as bûtenboard, it leverjen fan gegevens foar kontrôle fan lading / ûntlading en kontrôle fan auto's. Ofhinklik fan 'e applikaasje kin gegevensútwikseling ferskate kommunikaasje-ynterfaces brûke, lykas analoge sinjalen, PWM-sinjalen, CAN-bus, of I2C-seriële ynterfaces.
8. Human-Masjine-ynterface (HMI)
De HMI is de tuskenlizzende ynterface foar minsklike-masine ynteraksje. It brûkt passende ynfier- en útfierapparaten om dialooch en ynteraksje effektyf mooglik te meitsjen tusken minsken en de masines dy't se operearje. Yn in BMS omfettet de HMI displayynformaasje en kontrôleknoppen en knoppen, konfigureare neffens ûntwerpeasken.
