מבנה בסיסי ועקרון עבודה של BMS עבור רכבי אנרגיה חדשים

אין הגדרה קפדנית של מערכת ניהול סוללות (BMS). אנו יכולים להבין זאת באופן הבא: מערכת ניהול סוללות היא מכשיר המשמש לניטור בטוח וניהול יעיל של ערכת הסוללות, שמירה על הפעולה הרגילה של מערכת אספקת החשמל והארכת חיי הסוללה. זה ידוע בדרך כלל כמטפלת סוללות או מנהל סוללות. הוא יכול לנטר את מצב הפעולה של הסוללה (מתח, זרם וטמפרטורה), לחזות את קיבולת הסוללה (SOC) ואת טווח הנסיעה הנותר התואם, ולנהל את הסוללה כדי למנוע- פריקת יתר, טעינת יתר, התחממות יתר וחוסר איזון מתח רציני בין תאים בודדים, תוך ניצול מקסימלי של קיבולת אחסון הסוללה וחיי מחזור.

מִיוּן:

מערכות ניהול סוללות יכולות להיות מסווגות למערכות מבוזרות, מערכות מרכזיות ומערכות משולבות על סמך המבנה שלהן.

1. מערכת מבוזרת

הגדרת ליבה:

BMS מבוזר, המכונה גם BMS מודולרי, מאופיין ב"פונקציות מבוזרות וניהול מרכזי". הוא מפיץ רכישת נתוני סוללה וכמה פונקציות עיבוד ליחידות בקרת עבד עצמאיות מרובות בתוך מודול הסוללה או ערכת הסוללות, בעוד שיחידת בקרה ראשית אחראית על אלגוריתמים מתקדמים ותקשורת רכב.

ניתוח מאפיינים מקצועיים:

יתרונות:

• מדרגיות גבוהה ומודולריות: על ידי הוספה או הסרה של יחידות בקרת עבדים, היא יכולה להתאים בקלות לפלטפורמות עם רמות הספק ומתח שונות, מה שמקל על עיצוב מבוסס-פלטפורמה.
• חיווט פשוט ואמינות גבוהה: רתמת הדגימה של כל מודול קצרה ומסודרת במיוחד, מפחיתה את הסיכון להפרעות משידור אותות אנלוגי-למרחקים ארוכים ומשפרת את דיוק המדידה ואת התאימות האלקטרומגנטית של המערכת.
• בטיחות גבוהה: נקודות הדגימה של-מתח גבוה מפוזרות, מה שמפחית את הסיכון לחדירת-מתח גבוה למערכות מתח נמוך-. ניתן למקם את יחידת הבקרה הראשית הרחק מאזור המתח הגבוה-.

חסרונות:

• מורכבות מערכת גבוהה: דורש פיתוח וניהול של שתי יחידות חומרה (מאסטר ועבד) ופרוטוקולי תקשורת מורכבים.
• עלות גבוהה יחסית: עלות החומרה הכוללת של מספר יחידות בקרת עבדים עשויה להיות גבוהה יותר.
• יישומים אופייניים: כלי רכב חשמליים, מערכות אחסון אנרגיה-בקנה מידה גדול, רובוטים ותרחישים אחרים הדורשים מודולריות גבוהה, מדרגיות, בטיחות ודיוק.

2. מערכת מרכזית

הגדרת ליבה:

ה-BMS הריכוזי מאמץ ארכיטקטורת "רכישה משולבת, עיבוד מרכזי". כל הפונקציות משולבות בבקר מרכזי אחד, וכל אותות המתח והטמפרטורה של תאי הסוללה מחוברים ישירות ליציאות הרכישה בבקר המרכזי באמצעות רתמות חיווט ארוכות.

ניתוח מאפיינים מקצועיים:

יתרונות:

• מבנה פשוט, עלות נמוכה: בקר יחיד, ללא פרוטוקול תקשורת מאסטר-slave, פיתוח תוכנה פשוט יחסית והעלות הכוללת הנמוכה ביותר במערכות-קטנות.
• עיבוד נתונים ישיר: כל הנתונים מעובדים בתוך שבב אחד, ומבטל את הצורך בסנכרון-צומתים ועיכובים בשידור.

חסרונות:

• מדרגיות לקויה: יציאות ה-I/O של הבקר קבועות, מה שמקשה על ההסתגלות למערכות עם מספר שונה של סוללות.
• סיכון מהימנות גבוה: רתמות דגימה למרחקים ארוכים{{0} רגישות להפרעות, מה שמוביל להפחתת דיוק המדידה; הרתמות הרבות והארוכות גורמות לשיעור כשל במחברים גבוה.
• פריסה לא גמישה: הבקר המרכזי חייב להיות קרוב לחבילת הסוללות, ופריסה של רתמת החיווט קבועה, מה שלא תורם לפריסת הרכב הכוללת.
• סכנות בטיחותיות: כל נקודות הדגימה של-מתח גבוה מרוכזות במקום אחד, מה שמציב סיכון לכשל של-נקודה בודדת שיוביל לכשל של המערכת כולה.

יישומים אופייניים: רכבים חשמליים-נמוכים, כלי עבודה חשמליים, ארונות אחסון אנרגיה-קטנים, ואלקטרוניקה לצרכן עם דרישות עלות ומקום מחמירות במיוחד.

3. מערכת משולבת

הגדרת ליבה:

ה-BMS המשולב הוא תוצר של אינטגרציה עמוקה של רכיבים חשמליים ומכניים, המגלם "שילוב חומרה ותוכנה, רמה גבוהה של אינטגרציה". הוא משלב את פונקציות הליבה של החומרה של ה-BMS (כגון AFE, MCU) ישירות על לוח הבקרה וההגנה של ערכת הסוללות, ולפעמים אפילו משתלב פיזית עם רכיבים אחרים בתוך ערכת הסוללות (כגון התקני ניתוק מתח גבוה, חיישני זרם).

ניתוח מאפיינים מקצועיים:

יתרונות:

• גודל קטן, ניצול שטח גבוה במיוחד: מתאים מאוד ליישומים מוגבלים-.
• אופטימיזציה של עלויות ושרשרת אספקה: מצמצמת חומרים כגון מארזים ומחברים, מפשטת את הייצור וההרכבה.
• מיקוד חזק לביצועים: עיצוב אופטימלי עבור ערכות סוללות ספציפיות, השגת ביצועים מיטביים.

חסרונות:

• כמעט ללא מדרגיות: משולב עמוק עם ערכת הסוללות, לא ניתן להשתמש בה עבור מערכות סוללות עם מפרטים אחרים.
• תחזוקה והחלפה קשים: במקרה של כשל, זה מצריך בדרך כלל החלפת לוח הבקרה כולו או אפילו את כל מודול ערכת הסוללות.
• אתגרי פיזור חום ובידוד: אינטגרציה בצפיפות גבוהה- מביאה אתגרים בתכנון פיזור חום, ודרישות גבוהות יותר לתכנון בידוד מעגלים במתח גבוה ונמוך.

יישומים טיפוסיים כוללים: מוצרי אלקטרוניקה, דו-גלגליים חשמליים, מוצרי אחסון אנרגיה ביתיים קומפקטיים, ומארזי סוללות לכמה רכבי PHEV/HEV שמתעדפים ניצול מקסימלי של שטח.

מערכת ניהול הסוללה מורכבת בעיקר מהחלקים הבאים: יחידת עיבוד מרכזית (נקראת גם מודול הבקרה הראשי או ECU), יחידת רכישת נתונים (מודול רכישה BMU), יחידת איזון, יחידת תצוגה, רכיבי בקרה (ממסרים, נתיכים) ורכיבי איתור (זיהוי דליפה, חיישני זרם, חיישני טמפרטורה וכו').

יחידת העיבוד המרכזית מורכבת מלוח בקרה ראשי ומעגל בקרת-מתח גבוה; יחידת רכישת הנתונים מורכבת ממודול רכישת טמפרטורה ומודול רכישת מתח. ברוב היישומים, מודול האיזון ומודול הזיהוי משולבים יחד; יחידת התצוגה מורכבת מלוח תצוגה, מסך LCD, מקלדת ומחשב מארח. טכנולוגיית CAN fieldbus משמשת בדרך כלל למימוש תקשורת מידע בין רכיבים אלה ועם מערכת -רב האנרגיה של הרכב.

במערכת ניהול הסוללה של סוללת ליתיום- מיצרן רכבי אנרגיה חדש, המערכת מאמצת מבנה- עבד ראשי. מודול בקרה ראשי אחד של BMS יכול לשלוט על עד 256 מודולי רכישה, וכל מודול רכישה יכול לאסוף ולעבד עד 16 ערוצי מתח ו-8 ערוצי טמפרטורה. הוא יכול לבצע-ניטור בזמן אמת של מצב טעינה ופריקה של הסוללה, עיבוד נתונים, הערכת SOC, הערכת טווח נסיעה, בקרת טעינה ופריקה ופונקציות אחרות.

ניתן לסכם את עקרון העבודה העיקרי של ה-BMS בפשטות כדלקמן: לאחר שמעגל רכישת הנתונים אוסף מידע על מצב הסוללה, יחידת הבקרה האלקטרונית מעבדת ומנתחת את הנתונים, ולאחר מכן מוציאה פקודות בקרה למודולים הפונקציונליים הרלוונטיים בתוך המערכת בהתבסס על תוצאות הניתוח, ומשדרת מידע לעולם החיצון.

ACEY-BP24-300A400Aמכונת בודק bms, רמה גבוהה של אוטומציה, מהירות בדיקה מהירה ודיוק בדיקות גבוה. עם פונקציית בדיקה של הגנת טעינת יתר, התאוששות מטעינת יתר, הגנה מפני פריקת יתר, התאוששות מפני פריקת יתר, הגנת זרם יתר (זרם טעינת יתר וזרם פריקת יתר), התנגדות פנימית,-צריכה עצמית, הגנה מפני קצר חשמלי, זמן הגנה מפני טעינת יתר, זמן הגנה מפני זרם יתר, הגנה מפני פריקת יתר, זמן, זרם איזון, איזון מתח וכו'.

השימוש בסוללות במערכות חשמל לרכב הוא תהליך מורכב. סוללות חייבות לשפר את הבטיחות, צפיפות ההספק וצפיפות האנרגיה, ולהפחית את-קצב הפריקה והעלות העצמית. בנוסף, יש לתת את הדעת על נושאים מיוחדים רבים הקשורים לשימוש שלהם בכלי רכב, כגון עקביות הסוללה, חיבורי-הסוללות, הגנה מפני דליפות ובטיחות-מתח גבוה, אוורור ופיזור חום, איטום ומים ואיטום אבק של ערכת הסוללות ותחזוקה של המערכת. רק על ידי פתרון בעיות אלה ניתן להשתמש בסוללות כוח בכלי רכב חשמליים.

איסי אינטליגנטימתמחה באספקת פתרונות משולבים לקווי ייצור חצי אוטומטיים ואוטומטיים מלאים המוקדשים לחבילות סוללות ליתיום-יון המשמשות במערכות אחסון אנרגיה (ESS), כלי טיס בלתי מאוישים (מל"טים), אופניים חשמליים, קורקינטים חשמליים, כלי עבודה חשמליים, דו-ותלת-גלגליים, ויישומים נלווים. בנוסף, אנו מספקים מגוון שלם של ציוד להרכבת מארז סוללות, לרבות מכונות לדירוג תאים, מכונות מיון סוללות, מכונת הדבקת נייר בידוד, בודק CCD, רתכי נקודת סוללה ידניות/אוטומטיות, בודקי BMS, בודק מקיף סוללות ומערכות בדיקת מארז סוללות.

צור קשר עכשיו