מערכת ניהול סוללות החשמל (BMS) היא יחידת הליבה לבקרה ומעקב אחר חבילת סוללות החשמל של כלי רכב חשמליים. זה יכול לממש את הניהול המדויק של טעינה ופריקה של סוללות, איזון מצב וסדרת טמפרטורה על ידי איסוף פרמטרים כמו מתח, זרם וטמפרטורה בזמן אמת. יחד עם זאת, הוא עוקב אחר מצב הבטיחות ומפעיל את מנגנון ההגנה כאשר מתרחשת חריגה כדי להבטיח את הפעולה היעילה והבטוחה של הסוללה. זה גם מקיים אינטראקציה עם מערכת הרכב והיא מערכת טכנית מרכזית לניהול מחזור החיים המלא של סוללות הכוח.
מערכת ניהול הסוללות סטנדרטית שנוסחה על ידי איגוד הכוח החשמלי הבינלאומי (IEC) בשנת 1995 מגדירה בבירור את הפונקציות העיקריות של מערכת ניהול הסוללות, כולל: הצגת מצב המטען של הסוללה (SOC), מספקת מידע על טמפרטורת הסוללה, מדאיגה לתנאי טמפרטורה גבוהים של הסוללה, מציגה את מצב הסוללה האלקטרוליטי, אזהרה מוקדמת מפני ביצועי סוללה לא תקינים, מספקת מידע על סוללה, והקלטת נתוני סוללות.
ACEY-BP 32-500 A800Aמכונת בודק BMSיכול לאתר את פונקציית לוח ההגנה על סוללות ליתיום ומדדי ביצועים שונים. זה מתאים במיוחד לבדיקות מפעל לייצור המוני. הוא מפותח באמצעות העיקרון של טעינה ופריקה של סוללות סימולציה של קבלים, ויש לו פונקציות מרובות: פעולה פשוטה, מהירות גילוי מהירה וכו '.
ההגדרה הסטנדרטית בתעשייה של BMS עשויה להיות מעט מסובכת. במונחים של הדיוט, הפונקציות העיקריות של מערכת ניהול סוללות החשמל (BMS) כוללות ניטור מצב סוללה, ניתוח מצב סוללה, הגנת בטיחות הסוללות, ניהול בקרת אנרגיה, ניהול מידע על תאי סוללה ופונקציות מורחבות אחרות כגון ניהול טעינה, ניהול תרמי ואבחון תקלות. BMS משפרת בעיקר את יעילות השימוש של סוללות רכב חשמלי, מגדילה את טווח הנהיגה, מרחיבה את חיי השירות, מפחיתה את עלויות התפעול ומשפרת את האמינות של חבילות סוללות/מערכות חשמל באמצעות מימוש הפונקציות לעיל, ובכך משפרת למעשה את איכות כלי הרכב החשמליים.
1. ניטור מצב סוללה
ניטור מצב הסוללה מתייחס בדרך כלל לניטור של שלוש כמויות פיזיות כמו מתח, זרם וטמפרטורה, כלומר פונקציית רכישת הנתונים של סוללת הכוח. כל האלגוריתמים של מערכת ניהול הסוללות, אסטרטגיית בקרת האנרגיה של הרכב החשמלי, המידע המניע של הנהג וכו 'השתמש בנתונים שנאספו כקלט. מהירות הדגימה, הדיוק ומאפייני הקדם-סינון הם אינדיקטורים חשובים המשפיעים על ביצועי מערכת ניהול הסוללות. קצב הדגימה של מערכת ניהול הרכב החשמלי נדרש בדרך כלל להיות גדול מ- 200 הרץ. מערכת ניהול האנרגיה של הסוללה מנהלת את הסוללה בהתאם לאות המסופק על ידי החיישן המותקן בחבילת הסוללה. לתיבת הסוללה בדרך כלל יש חיישן טמפרטורה ומכשיר מדידה של מתח, זרם או פנימי.
ניטור מצב הסוללה הוא הפונקציה הבסיסית ביותר של מערכת ניהול סוללות, והיא הנחת היסוד והבסיס של פונקציות אחרות.
2. ניתוח מצב סוללה
ניתוח מצב הסוללה כולל שני חלקים: הערכת חשמל שנותרו בסוללה והערכת הזדקנות סוללות, כלומר מה שמכונה SOC (מצב מטען) הערכה והערכת SOH (מצב הבריאות). הערכת מצב הסוללה היא בסיס חשוב להתאמת אנרגיית רכב או להתאמת חשמל. במהלך תהליך הנהיגה של כלי רכב חשמליים, המערכת יכולה לחשב את צריכת האנרגיה של הרכב בכל עת, ולבסוף לתת את ערך ה- SOC של מערכת הכוח, המשמשת את מערכת ניהול האנרגיה הרב-אנרגטית או על בקר הרכב להגדרת התצורה של הכוח או לקבוע את אסטרטגיית הבקרה. עבור רכבים חשמליים טהורים, הנהג יכול לדעת את טווח הנסיעה של הרכב כדי להחליט כיצד לנהוג. בתנאי הגשת אנרגיה, ניתן לחנות את הרכב במקום עם תפקוד טעינה כדי לחדש את הכוח כדי למנוע את התפרקות הרכב באמצע הדרך.
2.1 מצב המצב (SOC) SOC הוא בדיוק כמו נהגי רכב מסורתיים לעתים קרובות צריכים לשים לב לכמה נשאר נפט במכונית. עבור נהג מכוניות חשמליות, יש לדעת כמה אחוז מהספק שנותר נותר. זו הפונקציה שצריך להשלים את מודול הערכת הכוח הנותר של מערכת ניהול הסוללות הרכב החשמלי. בנוסף לכך שהשתקפות באחוזים, מדינת SOC מומרים לרוב לזמן שווה ערך או לקילומטראז 'שווה ערך כדי לאפשר לנהגים לקבל מידע אינטואיטיבי יותר. כמובן שמדובר בערכים משוערים עם שגיאות מסוימות.
2.2 מצב הבריאות (SOH) פונקציה חשובה נוספת של ניתוח מצב הסוללה היא להעריך את מצב הזדקנות הסוללה, אשר לעתים קרובות משתקף באחוזים. במילים אחרות, אם הקיבולת המרבית של סוללה כאשר היא "חדשה" (רק מחוץ למפעל) היא 1, אז לאחר מחזורים מרובים, הקיבולת המרבית שהסוללה יכולה להעמיס ביחס לאחוז הזמן "החדש" משקפת את המצב המזדקן של הסוללה. עבור סוללת החשמל של רכב חשמלי, בדרך כלל לאחר 500 מחזורי טעינה עמוקה ופריקה עמוקה (טעינה עמוקה ופריקה), ה- SOH עדיין יכול להגיע ליותר מ 80%. יצרני סוללות רבים טוענים כי לאחר 2, 000 מחזורי טעינה ופריקה עמוקה, ה- SOH הוא עדיין יותר מ- 80%, אך זה מיועד לתאים בודדים עם זרמי טעינה ושחרור קבועים. על פי ניסיון העבודה של המחבר, סוללות הכוח המשמשות כיום ברכבים חשמליים התפרקו בכמעט 20% לאחר 500 מחזורי טעינה ופריקה עמוקה. יש לציין כי SOH מושפע מגורמים כמו טמפרטורת ההפעלה וזרם הפריקה של סוללת הכוח במהלך השימוש, ויש להעריך אותו ברציפות ולעדכן במהלך השימוש כדי להבטיח שהנהג יקבל מידע מדויק יותר.
3. הגנת בטיחות הסוללות
הגנת בטיחות הסוללות היא ללא ספק הפונקציה הראשונית והחשובה ביותר של מערכת ניהול הרכב החשמלי. הפונקציות הספציפיות של הגנת בטיחות הסוללות כוללות פיקוח אם מתח הסוללה, הזרם, הטמפרטורה וכו 'חורגים מהגבול, ומונע את גירוי הסוללה, במיוחד למנוע תאי סוללה בודדים מנתח יתר על המידה, ומונע את התחממות יתר של הסוללה ובריחה תרמית ומניעת הטענה של הסוללה במהלך משוב אנרגיה; הדאגה של מערכת הבקרה הרב-אנרגטית של הרכב או ניתוק בכוח את אספקת החשמל כאשר בידוד מערכת החשמל פוחת, ומגן על מערכת החשמל מפני מעגלים קצרים. הסיבה לכך שפונקציה זו ממוקמת במקום השלישי היא שפונקציה זו מבוססת לרוב על שתי הפונקציות הקודמות של "ניטור סטטוס" ו"ניתוח סטטוס ". "הגנה על זרם יתר", "הגנה על יתר והגנה על פריקה יתר", ו"הגנה על טמפרטורה יתר "הם התוכן הנפוץ ביותר להגנת הבטיחות בסוללות.
3.1 הגנה על זרם יתר
הגנה על זרם יתר, המכונה לעיתים גם הגנה על זרם יתר, מתייחסת לשימוש במדדי הגנת בטיחות תואמים במהלך תהליך הטעינה והפרקה אם זרם העבודה עולה על הערך הבטוח. סוללות ליתיום ברזל מסוג פוספט מסוג כוח תומכות בדרך כלל בטעינה ופריקה רציפה בקצב של 1C. לדוגמה, סוללת פוספט ליתיום ברזל 100ah נומינלי מאפשרת טעינה או פריקה מתמשכת עם זרם של 100A. מרבית סוללות הכוח של ליתיום ברזל פוספט תומכות בפריקת עומס יתר לטווח קצר ויכולות לספק זרם גדול כדי לעמוד בדרישות ביצועי החשמל במהלך ההתחלה וההאצה של המכונית. עם זאת, קצב זרם עומס יתר ומשך העומס יתר הנתמך על ידי סוללות כוח של יצרנים ודגמים שונים אינם עקביים.
3.2 הגנה על חובה יתר והפרקה יתר
הגנה על תשלום יתר מתייחסת למדד ההגנה של ניתוק מעגל טעינה של הסוללה על מנת למנוע נזקי סוללה שנגרמו כתוצאה מממשך טעינה כאשר מצב הטעינה של הסוללה הוא 1 0 0%. מצד שני, אם הסוללה תמשיך להשתחרר כאשר מצב הטעינה של הסוללה הוא 0, היא גם תגרום נזק לסוללה. בשלב זה יש לנקוט אמצעים לניתוק מעגל הפריקה של הסוללה, שהוא הגנה על פריקה יתר. כמובן, זה מאוד לא בטוח לנתק לפתע את אספקת החשמל במהלך נהיגת רכב חשמלי. לפיכך, שיטה מעשית יותר היא להזהיר את הנהג כאשר קיבולת החשמל אינה מספיקה (למשל, פחות מ- 50%), מה שמצביע על כך שההספק אינו מספיק, ומפחית בהדרגה את זרם הפריקה של הסוללה, כך שהרכב מאט בהדרגה או עוצר לאט.
3.3 הגנה על טמפרטורה יתר
הגנה על טמפרטורה יתר, כפי שהשם מרמז, היא לנקוט אמצעי הגנה לסוללת ההספק כאשר הטמפרטורה עולה על ערך גבול מסוים. סוללות כוח הן מוצר כימי. עבודה בטמפרטורות גבוהות עלולה לגרום לתגובות כימיות בלתי נשלטות, מה שעלול לפגוע בפחות בסוללה ולגרום לתאונות תנועה ונפגעים במקרים חמורים. כמתואר בפונקציה "ניטור מצב הסוללה", הגנה על טמפרטורה יתר צריכה לקחת בחשבון את טמפרטורת הסביבה, את הטמפרטורה של חבילת הסוללה ואת הטמפרטורה של כל תא בודד עצמו. מכיוון ששינוי הטמפרטורה דורש תהליך, לרוב בקרת הטמפרטורה יש היסטריה. לכן הגנת הטמפרטורה צריכה לעיתים קרובות לשקול "כמות מקדמת". לדוגמה, אם טמפרטורת הסביבה או טמפרטורת תיבת הסוללה מתגלה כגבוהה מדי וקרובה לערך הסף הפוגע בסוללה, יש לנקוט באמצעי הגנה תואמים.
4. ניהול בקרת אנרגיה
ניהול בקרת אנרגיה נכלל בדרך כלל בקטגוריית הסוללה "ניהול אופטימיזציה", מה שאומר שהיא אינה פונקציה בסיסית והכרחית במערכת ניהול הסוללות. בעבר, מערכות ניהול סוללות רבות לא השתתפו בניהול הטעינה והפריקה של הסוללה ואף לא היו יכולת ניהול בקרה מאוזנת. בתהליך ניהול האנרגיה, פרמטרים כמו זרם, מתח, טמפרטורה, מצב מטען (SOC) ומצב הבריאות (SOH) ישמשו כמידע קלט כדי לתמוך בפונקציות הבאות: לשלוט בתהליך הטעינה (כולל טעינה מאוזנת), להגביל את כוח הקלט והאנרגיה של מערכת הכוח על פי SOC, SOH וטמפרטורה, וניהולו של תהליך הפריקה.
5. ניהול מידע על סוללות
התקשורת בין מערכת ניהול הסוללות לציוד הכוח היא אחת מפונקציות הליבה שלה. ברכבים חשמליים, חבילת סוללות החשמל מכילה בדרך כלל מספר גדול של סוללות, המייצרות כמות גדולה של נתונים בכל שנייה. חלק מהנתונים הללו צריכים להיות מוזנים לנהג בזמן אמת דרך המכשיר, חלקם צריכים להעביר לרכיבים אחרים מחוץ למערכת ניהול הסוללות (כגון בקר רכב, בקר מנוע וכו ') דרך רשת התקשורת, ויש לאחסן חלקם במערכת כנתונים היסטוריים. על פי דרישות היישום בפועל, ניתן להשתמש בממשקי תקשורת שונים להחלפת נתונים, כולל אותות אנלוגיים, אותות PWM, ממשק סידורי של אוטובוס או I2C וכו '. בנוסף, יש מערכות ניהול סוללות (BMS) יש גם פונקציות תקשורת מרחוק, שיכולות להעביר נתונים רלוונטיים של מערכת החשמל לטרמינל מרחוק כדי להשיג ניטור מרחוק וניהול סטטוס הסוללה.
6. ניהול תרמי
מערכת הניהול התרמית של הסוללה (BTMS) היא רכיב ליבה במערכת סוללות הכוח לרכב. תפקידה לא בא לידי ביטוי רק בהשפעה הישירה על ביצועי הסוללה, חיי השירות, הבטיחות והיציבות, אלא גם כקישור מרכזי במערכת הניהול התרמית של כלי רכב חשמליים, הוא קשור קשר הדוק למערכת הניהול התרמית של הרכב ופועלת בתיאום. במיוחד עבור חבילות סוללות הדורשות פריקה בעלת עוצמה גבוהה או משמשות בסביבות בטמפרטורה גבוהה, ניהול תרמי יעיל הוא תנאי הכרחי להבטחת הפעולה הרגילה שלהם והימנעות מהשפלת ביצועים או סכנות בטיחות.
פונקציית הניהול התרמי היא לפזר ביעילות חום כאשר טמפרטורת הסוללה גבוהה כדי למנוע תאונות בורח תרמיות; כדי לחמם את הסוללה כאשר הטמפרטורה נמוכה כדי להגדיל את טמפרטורת הסוללה ולהבטיח ביצועי טעינה ופריקה ובטיחות בטמפרטורות נמוכות; כדי להפחית את הפרש הטמפרטורה בתוך חבילת הסוללה, עיכבו את היווצרותם של אזורי חום מקומיים, מונעים מהסוללה להתפורר במהירות רבה מדי במיקומים בטמפרטורה גבוהה, והפחיתו את החיים הכוללים של חבילת הסוללה.
לסיכום, כ"מרכז העצבים "של סוללת החשמל, למערכת ניהול סוללות החשמל (BMS) יש פונקציות בסיסיות לאורך כל מחזור החיים של פעולת הסוללה - החל מעקב בזמן אמת על מצב הסוללה (מתח, זרם, טמפרטורה וכו '), הערכה מדויקת של מערכת ההנהלה והביצוע של Sobated Stature, ולמשיכה את התהליך של סוללה, ולמלא את התהליך של סוללה, ולתאר את השיפוך, ולתאר את השיפוך, לסטורציה של Stableging Stabling, Stating Stabling, מימוש אינטראקציה בין מידע עם מערכת הרכב ואחסון נתונים היסטוריים, ומספקים הגנה מכל הסיבוב להפעלה היעילה של הסוללה.
והגנת הבטיחות של הסוללה היא משימת הליבה של ה- BMS. באמצעות מנגנונים מרובים כמו משתלבים במתח גבוה, ניטור בידוד, מתח מתח/מתנחף/הגנה על זרם יתר, בשילוב עם בקרת בטיחות פסיבית ואסטרטגיות ניתוק היררכיות בתנאי תקלה, ה- BMs יכולים להגיב במהירות כאשר מתרחשים סיכונים לא נורמים, ומגנים על סיכונים של ציוד. ניתן לומר כי הפונקציות הבסיסיות של ה- BMS ומנגנון הגנת הבטיחות משלימות זו את זו, ויחד מהוות את אבן הפינה של הפעולה האמינה של סוללת הכוח, והם גם ערבות חשובה לנהיגה בטוחה ויעילה של כלי רכב חשמליים.
אייסי אינטליגנטימתמחה במתן פתרונות חד-פעמיים לקווי הרכבה חצי אוטומטיים/אוטומטיים מלאים של חבילות סוללות ליתיום המשמשות ב- ESS, מל"ט, אופניים אלקטרוניים, מצוטר אלקטרוני, כלי חשמל, שניים/שלוש גלגלים וכו '. בנוסף, אנו מספקים סט שלם של ציוד רכבת אריזת סוללה, כגון מכונת דירוג סוללות, מכונה סוללות, מכונה סוללות, מכונה CCD, Stoder Stoder, Stodal Stoder, Studation Studate Studation, CDAL Decructed Stature, CDAULACERAUL STARDUAL, Studation Studation Studation, ומערכת בדיקת חבילות סוללות וכו ', אנא אל תהסס לפנות אלינו!
