Mit kezel az akkumulátorkezelő rendszer (BMS)?

Az új energetikai járművekben, energiatároló erőművekben és lítium akkumulátoros berendezésekben a lítium akkumulátorcsomagok biztonságos, hatékony és hosszú élettartamú{0}}működése nagymértékben függ a BMS-től (Battery Management System). Sokan csak azt tudják, hogy az akkumulátoroknak van energiája, és energiát tárolhatnak, de nem tudják, hogy a BMS az akkumulátor döntő "agya". Ez az öt alapvető funkciót ötvöző cikk teljes mértékben lebontja a BMS által kezelt akkumulátorkezelés kulcsfontosságú szempontjait.

A teljes BMS chip öt dimenzió körül működik, és egy teljes akkumulátorkezelési zárt hurkot alkot: érzékelés, védelem, kiegyensúlyozás, hőkezelés és kommunikáció.

1. Érzékelés:Valós idejű figyelés, az akkumulátor teljes állapotának megértése

A BMS olyan, mint az akkumulátor „öt érzékszerve”, amely folyamatosan három alapvető adatpontot gyűjt a hét minden napján, 24 órában: feszültséget, áramerősséget és hőmérsékletet. A teljes feszültség, az egyes cellák feszültsége, a teljes áramköri áram és a több-pontos hőmérsékleti adatgyűjtés révén pontosan rögzíti az egyes cellák valós idejű-üzemi körülményeit, adatalapot biztosítva az összes funkcióhoz.

2. Védelem:Négy-hajtható pajzs az akkumulátor biztonsága érdekében. Az érzékelők által gyűjtött adatok alapján a BMS négy-rétegű biztonsági védelmi mechanizmust tartalmaz, amely kiküszöböli az akkumulátor tüzének, kidudorodásának és meghibásodásának kockázatát: túltöltés elleni védelem, túl-kisülés elleni védelem, túláramvédelem és túlmelegedés elleni védelem. Amint az adatok elérik a veszélyes küszöböt, az áramkör azonnal megszakad, és az áramellátás korlátozott.

3. Kiegyensúlyozás:Cellakoordináció a szinkronizált töltéshez és kisütéshez. A lítium-ion akkumulátorcsomagok tucatnyi vagy akár több száz sorba kapcsolt cellából állnak. Különbségek adódhatnak a cella kapacitásában és feszültségében a gyári és a hosszú távú-használat között, és a "leggyengébb láncszem" hatás jelentősen csökkenti a csomag teljes használható kapacitását. A kiegyenlítő funkció egyesíti a cella feszültségét, kiküszöböli a feszültségkülönbségeket, és javítja az akkumulátor teljes kapacitását és élettartamát.

4. Hőkezelés:Az akkumulátor optimális működési hőmérsékletének fenntartása. A lítium-akkumulátor teljesítménye nagymértékben függ a hőmérséklet-hőmérséklettől: az alacsony-hőmérsékletű töltés könnyen lítiumbevonathoz és cellakárosodáshoz vezet, míg a magas-hőmérsékletű töltés és kisütés felgyorsítja a leromlást és biztonsági kockázatokat jelent. A BMS a hőkezelési rendszerrel együttműködve aktiválja a fűtőelemeket, hogy alacsony hőmérsékleten előmelegítse az akkumulátort, és aktiválja a ventilátorokat és a folyadékhűtő csöveket, hogy magas hőmérsékleten elvezesse a hőt, így az akkumulátort az optimális működési tartományba zárja.

5. Kommunikáció:Felfelé és lefelé irányuló kommunikáció, megkönnyítve az információcserét a jármű és a felhasználó között.

A BMS az akkumulátor külső "szóvivőjeként" működik. Belsőleg minden cellából gyűjti az adatokat egy lánckapcsolaton keresztül. Külsőleg kölcsönhatásba lép a jármű VCU-jával és töltőállomásaival a CAN buszon keresztül, egyszerre szinkronizálva az adatokat a felhővel és egy mobilalkalmazással. Tápfeszültség és akkumulátor töltöttségi szint jeleket tud továbbítani a járműnek, és megjeleníti a hátralévő hatótávot és az akkumulátor állapotát a tulajdonos számára.

ACEY-BP24-300A400Abms teszter gépegy nagy pontosságú{0}} tesztelési platform, amelyet a lítium akkumulátorvédő táblák és akkumulátor-kezelő rendszerek (BMS) átfogó működésének ellenőrzésére terveztek.

1. A nyers akkumulátoradatok átfogó gyűjtése

A BMS négyféle adatgyűjtő hardverre támaszkodik az adatérzékelés eléréséhez:

• Teljes feszültség mérése: Érzékeli az akkumulátor teljes feszültségét, hogy meghatározza a teljes energiatartalékot;
• Egyedi cella feszültségmérés: Összegyűjti az egyes cellák feszültségét, hogy pontosan megtalálja a hibás cellákat abnormális feszültséggel;
• Teljes árammérés: Figyeli a töltő- és kisütési áramkör áramát a töltés és a kisütés mértékének kiszámításához;
• Több-pontos hőmérsékletmérés: Hőmérséklet-szondákat telepít az akkumulátorcsomag több pontjára, hogy valós időben figyelje a cella hőmérséklet-emelkedését.

A nyers adatok összegyűjtése után a BMS automatikusan kiszámítja a négy alapvető állapotparamétert, és a nyers adatokat hatékony információvá alakítja, amelyet a felhasználók és a jármű is megértenek.

2. Négy-szeres védőpajzs

Abnormális adatok észlelésekor a BMS azonnal aktiválja a többszintű védelmet, hogy kiküszöbölje a hőkitörés kockázatát a forrásnál:

• Túltöltés elleni védelem: Amikor a cella feszültsége töltés közben eléri a felső határt (4,25 V a hagyományos lítium akkumulátorokhoz), a töltőáramkör automatikusan lekapcsol, megakadályozva a további töltést, valamint a cella kidudorodását és tüzet.
• Túlkisülés elleni védelem: Amikor a kisülési feszültség az alsó határértékre esik (2,8 V a hagyományos lítium akkumulátoroknál), a kisülési kimenet lekapcsol, hogy elkerülje a mély cellakimerülésből adódó maradandó károsodást.
• Túláram elleni védelem: Ha a töltő-/kisütési áram meghaladja a biztonsági küszöböt, a biztosíték vagy a magas{0}}feszültségű kapcsoló lekapcsol, megakadályozva, hogy a nagy áramerősség lebontsa a cellát.
• Túlhőmérséklet elleni védelem: Ha az akkumulátor hőmérséklete meghaladja a biztonsági határértéket (általában 55 fokot), a kimeneti teljesítmény korlátozott, vagy akár le is áll, ami hűtést és hőelvezetést indít el.

Röviden: Az érzékelés a BMS szeme, a védelme a keze és a lába; csak a veszély pontos azonosításával tud gyorsan intézkedni az akkumulátor biztonságának védelme érdekében.

1. Cell Balancing: A hordó hatás leküzdése és az akkumulátor kapacitásának maximalizálása
Több cella párhuzamos vagy sorba kapcsolásakor jelentős feszültségkülönbség lép fel: töltés közben először a legmagasabb feszültségű cella töltődik fel teljesen, ami arra kényszeríti a rendszert, hogy leállítsa a töltést, míg a fennmaradó, alacsonyabb feszültségű{0}}cellákat nem lehet teljesen feltölteni; a kisütés során először a legalacsonyabb feszültségű cella kisül, ami a rendszer leállására kényszeríti, miközben a magas{1}}feszültségű cellák továbbra is nagy mennyiségű töltést tartanak fenn. Ez a hordóeffektus, ahol a leggyengébb láncszem határozza meg az akkumulátorcsomag teljes használható kapacitását. A BMS két kiegyensúlyozási módszerrel simítja ki a cellafeszültség-különbséget:

Passzív egyensúlyozás:Ellenállásokra támaszkodik, amelyek hőként vezetik el a felesleges töltést a nagy{0}}feszültségű cellákból. Ez a módszer egyszerű felépítésű és alacsony költségű, de energiapazarlás. Leginkább alacsony-költségű energiatárolókban és kis-sebességű berendezésekben használják.

Aktív egyensúlyozás:Kondenzátorokat és induktorokat használ energiahordozóként, hogy a felesleges töltést a nagy{0}}feszültségű cellákról az alacsony{1}}feszültségű cellákra továbbítsa. Ennek a módszernek nincs energiapazarlása, és nagy a kiegyenlítési hatékonysága, és széles körben használják a főbb új energiahordozókban és a csúcskategóriás energiatárolókban.

A kiegyenlítés után a cellafeszültségek állandóak, növelve az akkumulátoregység hasznos kapacitását és jelentősen meghosszabbítva a ciklus élettartamát.

2. Kétrétegű{1}}kommunikációs hálózat az adatok interoperabilitásához

A BMS kommunikáció két hálózatból áll: belső és külső.

• Belső kommunikáció (daisy{0}}chain): A cellagyűjtő chipek sorba vannak kötve, hogy szinkronban gyűjtsék a feszültség- és hőmérsékletadatokat az egyes cellákról, amelyeket aztán összesítenek a fő vezérlő MCU-hoz.
• Külső kommunikáció (CAN-busz + felhő): CAN-vonalakon keresztül kölcsönhatásba lép a járművezérlővel (VCU) és a töltőcölöpökkel; egyidejűleg az adatok feltöltődnek a felhőplatformra és a mobilalkalmazásra, így a tulajdonosok bármikor ellenőrizhetik az akkumulátor töltöttségi szintjét, a hatótávolságot, az akkumulátor állapotát és a hibariasztásokat.

A lítium akkumulátorok rendkívül hőmérséklet--érzékeny energiatároló elemek: Az alacsony környezeti hőmérséklet töltés közben lítiumlerakódást okozhat a cellákban, ami tartósan károsítja az akkumulátor kapacitását; a folyamatos nagy teljesítményű-töltés és kisütés magas hőmérsékleten felgyorsítja az elektrolit lebomlását, ami könnyen hőkieséshez vezet. A BMS (Battery Management System) a teljes hőkezelési rendszerrel együtt működik a kétirányú hőmérsékletszabályozás elérése érdekében:

• Alacsony-hőmérséklet: A beépített-fűtőelemek működésbe lépnek, hogy egyenletesen melegítsék az akkumulátort, és csak a megfelelő hőmérséklet elérése után teszik lehetővé a nagy-teljesítményű töltést és kisütést;
• Magas{0}}hőmérséklet: A hűtőventilátorok és a folyadékhűtő csövek működésbe lépnek, hogy eltávolítsák a hőt a cellákból, csökkentve az akkumulátorcsomag általános hőmérsékletét, miközben korlátozzák a kimeneti teljesítményt a további túlmelegedés elkerülése érdekében. A stabil hőmérsékletszabályozási környezet kulcsfontosságú az akkumulátor élettartamának meghosszabbításához és a biztonsági balesetek megelőzéséhez.

Ha a lítium akkumulátort egy raktárhoz, a cellákat pedig az elektromos energiát tároló polcokhoz hasonlítjuk, akkor a BMS a teljes körű menedzser, inasként, testőrként, orvosként és koordinátorként tevékenykedik:

Legyen szó új energiafelhasználású személygépjárművekről, elektromos triciklikről, elektromos kerékpárokról, ipari és kereskedelmi energiatárolókról vagy hordozható lítium akkumulátoros eszközökről, a jól megtervezett és teljesen működőképes BMS a lítium akkumulátorrendszerek biztonságos és stabil működésének alapvető előfeltétele, és nélkülözhetetlen alapeleme a lítium akkumulátor-ipar kutatási, fejlesztési, gyártási és újrahasznosítási folyamatainak.

Lítium akkumulátoros BMS és BMS tesztelő berendezéseket biztosítunk. Ha bármilyen kérdése van, forduljon hozzánk bizalommal.

Az Acey New Energy a lítium-ion akkumulátorokhoz készült csúcsminőségű{0}}berendezések kutatására és gyártására specializálódott. Egyablakos megoldást tudunk biztosítani a lítium-akkumulátorcsomag-összeszerelő sorhoz, ha új a lítium-ion akkumulátor-iparban, és saját lítium-ion akkumulátor-gyártósort vagy lítium-ion-akkumulátorcsomag-összeszerelősort szeretne építeni, professzionális műszaki támogatást és útmutatást tudunk nyújtani, kérjük, forduljon hozzánk bizalommal!

Lépjen kapcsolatba most