8 Princíp fungovania BMS
1. Zber údajov
BMS zhromažďuje údaje o stave batériových článkov v reálnom čase prostredníctvom vstavaných senzorov, ako sú napäťové senzory, prúdové senzory a teplotné senzory. Senzory monitorujú napätie, prúd a teplotu každého článku batérie, aby sa zabezpečilo, že sú v bezpečnom rozsahu.
2. Stavový odhad
SOC (State of Charge): BMS používa určité algoritmy (ako je Coulombovo počítanie, napätie naprázdno alebo fúzny algoritmus atď.) na odhadnutie stavu nabitia batérie a určenie aktuálnej zostávajúcej kapacity batérie.
SOH (State of Health): Analyzujte údaje o výkone batérie (ako je kapacita, vnútorný odpor atď.), Vyhodnoťte zdravotný stav batérie a zistite, či je potrebná údržba alebo výmena.
3. Riadenie nabíjania a vybíjania
Kontrola nabíjania: Počas procesu nabíjania prispôsobuje BMS nabíjací prúd a stratégiu nabíjania na základe informácií SOC a SOH batérie, aby sa zabránilo prebíjaniu a zabezpečilo sa, že batéria bude nabitá podľa bezpečnej nabíjacej krivky.
Kontrola vybíjania: Počas procesu vybíjania BMS monitoruje napätie a prúd batérie, aby sa zabezpečilo, že nedochádza k javu nadmerného vybitia (tj napätie batérie je pod bezpečnostným prahom).
4. Vyvážené hospodárenie
Uistite sa, že napätie a kapacita každej jednotky v batérii sú konzistentné a BMS zavedie vyvážené riadenie:
Pasívne vyvažovanie: Spotreba prebytočnej energie z vysokonapäťových jednotiek cez odpory.
Aktívne vyvažovanie: prenos prebytočnej elektriny z jednej jednotky do druhej na dosiahnutie efektívnejšieho vyvažovania.
5. Ochranný mechanizmus
Ochrana proti prebitiu: Monitorujte napätie batérie, aby ste sa uistili, že počas nabíjania neprekročí stanovený prah napätia.
Ochrana proti nadmernému vybitiu: detekuje napätie batérie, aby sa zabránilo jej poklesu pod bezpečnú hranicu.
Ochrana proti skratu a nadprúdu: Keď sa zistí skrat alebo abnormálny prúd, napájanie sa rýchlo preruší, aby sa ochránila batéria a zariadenie.
Ochrana proti prehriatiu: Monitorujte zmeny teploty a automaticky zastavte proces nabíjania a vybíjania, keď teplota prekročí nastavenú hodnotu.
6. Záznam údajov a komunikácia
BMS bude zaznamenávať a ukladať monitorovacie údaje v reálnom čase a prenášať údaje do externých zariadení (ako sú nabíjačky, monitorovacie systémy atď.) prostredníctvom komunikačných rozhraní (ako sú CAN, RS485 atď.), aby sa dosiahlo monitorovanie a údaje v reálnom čase. analýza.
7. Používateľské rozhranie
BMS je zvyčajne vybavený používateľským rozhraním, ktoré používateľom poskytuje vizuálne zobrazenie stavu batérie, histórie nabíjania a vybíjania, informácie o poruchách a ďalšie údaje, ktoré môžu používatelia sledovať a spravovať.
8. Inteligentná optimalizácia
Pokročilé BMS tiež využíva technológie, ako je analýza údajov a strojové učenie na nepretržitú optimalizáciu stratégií nabíjania a vybíjania, čím sa zlepšuje výkon a životnosť batérie.
9 BMS trojúrovňová architektúra
1. Základná vrstva (hardvérová vrstva): Jednotky monitorovania batériových článkov (BCMU) alebo podradené jednotky:
Senzory: vrátane napäťových, prúdových a teplotných, ktoré sú zodpovedné za monitorovanie stavu jednotlivých batérií v reálnom čase.
Riadiaca jednotka: zvyčajne mikrokontrolér (MCU) alebo digitálny signálový procesor (DSP), ktorý sa používa na spracovanie údajov snímača a vykonávanie funkcií monitorovania a riadenia.
Vyvažovací obvod: pasívny alebo aktívny vyvažovací obvod používaný na zabezpečenie konzistencie energie medzi článkami batérie.
Ochranný obvod: vrátane obvodov ochrany proti prebitiu, nadmernému vybitiu, skratu a prehriatiu, aby sa zabezpečilo, že batéria bude fungovať v bezpečnom rozsahu.
Komunikačné rozhranie: rozhranie používané na komunikáciu s externými zariadeniami, ako sú nabíjačky, meniče a monitorovacie systémy, ako sú CAN, RS485, UART atď.
2. Stredná vrstva (riadiaca vrstva) Hlavná jednotka alebo Jednotka správy batérie (BPMU):
Spracovanie údajov: Zodpovedá za spracovanie údajov senzorov zo základnej vrstvy v reálnom čase, vrátane výpočtov SOC (State of Charge) a SOH (State of Health).
Správa vyváženia: dynamicky implementujte stratégie vyváženia založené na stave batérie, aby ste zaistili vyvážené úrovne energie medzi každým článkom batérie.
Riadenie nabíjania a vybíjania: Ovládajte proces nabíjania a vybíjania, aby ste zaistili bezpečnú prevádzku v rámci rozsahu nabíjania a vybíjania.
Monitorovanie bezpečnosti: Monitorovanie stavu batérie v reálnom čase, včasná reakcia na možné abnormálne situácie, ako je prebitie, nadmerné vybitie, skrat atď.
Po zbere informácií komunikuje s treťou úrovňou prostredníctvom komunikačného spojenia, často pomocou komunikačných metód CAN alebo Ethernet.
3. Jednotka riadenia systému aplikačnej vrstvy (používateľská vrstva) vyššej vrstvy (System Management Unit) alebo centrálna riadiaca jednotka (CCU):
Používateľské rozhranie: Poskytuje používateľsky prívetivé rozhranie, ktoré zobrazuje stav, historické údaje a informácie o poruchách batérie na monitorovanie a prevádzku používateľom.
Zaznamenávanie a analýza údajov: Zaznamenávajte údaje o používaní batérie, vykonajte analýzu údajov, poskytnite správy o výkone batérie a odporúčania týkajúce sa údržby.
Vzdialené monitorovanie a správa: Sieťové rozhrania umožňujú vzdialené monitorovanie, čo používateľom umožňuje spravovať a udržiavať batérie z rôznych miest.
10 Typ technológie BMS
1. Distribuované BMS: Integrujte monitorovanie a riadenie každého článku batérie v rámci článku batérie a prenášajte informácie do hlavného ovládača prostredníctvom komunikačných protokolov. Charakteristické je, že každý článok batérie má nezávislý monitorovací a riadiaci systém a nie je potrebná výmena informácií medzi nimi. To umožňuje systému normálne fungovať aj v prípade zlyhania batériového článku, čím sa zabezpečí, že nebude ovplyvnený celkový výkon systému a zlepší sa jeho spoľahlivosť.
2. Centralizované BMS: Monitorovanie a riadenie všetkých batériových článkov je centralizované v hlavnom ovládači a informácie sa prenášajú do hlavného ovládača prostredníctvom komunikačných protokolov. Výhodou je nižšia cena, ale spoľahlivosť je relatívne nízka, pretože ak zlyhá hlavný ovládač, môže to spôsobiť poruchu celého systému.
3. Modulárny BMS: Rozdeľte batériový článok na niekoľko modulov, každý s nezávislým monitorovacím a riadiacim systémom, a prenášajte informácie do hlavného kontroléra prostredníctvom komunikačných protokolov. Modulárny BMS dosahuje rovnováhu medzi nákladmi a spoľahlivosťou, vhodný pre systémy skladovania energie rôzneho rozsahu.
Každý typ BMS má svoje jedinečné výhody a použiteľné scenáre. Distribuované BMS je vhodné pre rozsiahle systémy skladovania energie vďaka svojej vysokej spoľahlivosti, jednoduchosti údržby a modernizácie a väčšej flexibilite; Centralizované BMS je vhodné pre malé systémy skladovania energie vďaka nízkej cene; Modulárny BMS poskytuje vyvážený výber medzi cenou a spoľahlivosťou. S rozvojom technológie sa budúca technológia BMS zameria na zlepšenie monitorovacích a riadiacich schopností v reálnom čase a na posilnenie štandardizácie a jednoty komunikačných protokolov, aby sa ďalej zvýšila bezpečnosť a spoľahlivosť systémov skladovania energie.