Batareya to'plamining asosiy BMS (Batareyani boshqarish tizimi) yangi energiyali avtomobil akkumulyatorlari to'plamining muhim tarkibiy qismi bo'lib, batareya paketining xavfsiz ishlashini kuzatish, boshqarish va himoya qilish uchun javobgardir. Quyida BMSning batafsil tahlili keltirilgan:
1 BMS ta'rifi va vazifasi
BMS bir nechta funktsiyalarni birlashtirgan mikroprotsessor tizimi bo'lib, batareya paketlarining ishlashini boshqarish va optimallashtirish uchun maxsus ishlab chiqilgan. Uning asosiy funktsiyalariga quyidagilar kiradi:
Haqiqiy vaqtda monitoring:Batareya to'plami optimal holatda ishlashini ta'minlash uchun batareyalar to'plamining kuchlanishi, oqimi, harorati va boshqalar kabi asosiy parametrlarni real vaqtda to'plash.
Balansli boshqaruv:Faol yoki passiv balanslash usullaridan foydalangan holda, batareya sig'imidagi farqlar tufayli unumdorlikning pasayishini oldini olish uchun batareya to'plamidagi har bir blokning mustahkamligi saqlanadi.
Himoya funktsiyasi:U haddan tashqari zaryadlash, haddan tashqari zaryadlash, haddan tashqari oqim va haddan tashqari harorat kabi bir nechta himoya funktsiyalariga ega va batareyaning shikastlanishi yoki xavfsizlik hodisalarining oldini olish uchun g'ayritabiiy vaziyatlar aniqlanganda o'z vaqtida choralar ko'rishi mumkin.
Ma'lumotlarni yozish va aloqa qilish:Batareya ishlashining tarixiy ma'lumotlarini yozib oling va masofaviy monitoring va boshqaruvga erishish uchun aloqa interfeyslari orqali boshqa tizimlar bilan ma'lumot almashing.
Batareyaning ishlash muddatini uzaytiring:Batareyani aniq boshqarish orqali batareyaning haddan tashqari zaryadlanishi va zaryadsizlanishini samarali ravishda kamaytiring va uning ishlash muddatini uzaytiring.
Xavfsizlikni oshirish:Bir nechta himoya mexanizmlari batareyalarda haddan tashqari qizib ketish va qisqa tutashuvlar kabi xavfli vaziyatlarni oldini oladi, foydalanuvchilar va jihozlarning xavfsizligini ta'minlaydi.
2 BMS tizimi arxitekturasi
Batareya to'plami BMS tizimi arxitekturasining dizayni akkumulyator batareyasining xavfsiz va samarali ishlashini ta'minlash va uning xizmat qilish muddatini uzaytirishga qaratilgan. BMS tizimi arxitekturasini odatda ikki qismga bo'lish mumkin: apparat arxitekturasi va dasturiy ta'minot arxitekturasi. Quyida batafsil tahlil qilingan:
1. Apparat arxitekturasi
BMS apparat arxitekturasi asosan ikki turga bo'linadi: markazlashtirilgan va taqsimlangan:
① Markazlashtirilgan arxitektura:
Xususiyatlari:Oddiy sxema dizayni va arzonligi bilan barcha elektr komponentlarini bitta doskaga jamlang.
Afzalliklari:Yilni tuzilish, yuqori ishonchlilik.
Kamchiliklari:Yagona hujayrali namuna olish uchun simli simlar nisbatan uzun, namuna olish kuchlanishining pasayishi o'zgarib turadi, namuna olish simi simlari dizayni murakkab, namuna olish kanallari soni cheklangan va u kichikroq batareya paketlari uchun javob beradi.
② Tarqalgan arxitektura:
Tarkibi:Anakart (BCU, Batareyani boshqarish bloki) va yordamchi platani (BMU, Batareyani boshqarish bloki) o'z ichiga oladi. Doskadan modul ichiga o'rnatilgan, individual kuchlanish, oqim va muvozanat nazoratini aniqlash uchun ishlatiladi; Anakartni o'rnatish holati nisbatan moslashuvchan bo'lib, o'rni nazorati, zaryad holatini (SOC) baholash va elektr shikastlanishidan himoya qilish uchun ishlatiladi.
Afzalliklari:Namuna olish jabduqlari bir xil masofaga, yuqori ishonchlilikka ega va MVt darajasidagi energiya saqlash tizimlari kabi kattaroq batareya tizimlarini loyihalashni qo'llab-quvvatlaydi.
Kamchiliklari:Yuqori narx, har bir moduldan BMS anakartiga ma'lumot yuborish uchun qo'shimcha chiplarni talab qiladi.
2. Dasturiy ta'minot arxitekturasi
BMS dasturiy ta'minot arxitekturasi odatda asosiy dasturiy ta'minot va amaliy qatlam dasturlarini o'z ichiga oladi:
① Pastki darajadagi dasturiy ta'minot:
AUTOSAR standartlariga mos keladigan modulli ishlab chiqishni kengaytirish va portlash oson, rivojlanish samaradorligini oshiradi.
Uskunalar bilan to'g'ridan-to'g'ri o'zaro ta'sir qilish, shu jumladan ma'lumotlarni yig'ish, qayta ishlash va boshqaruv signallarini yaratish uchun javobgardir.
② Ilova qatlami dasturiy ta'minoti:
Funktsional modullar:batareyani himoya qilish, elektr shikastlanishidan himoya qilish, nosozliklarni tashxislash boshqaruvi, issiqlik boshqaruvi, o'rni nazorati, qul taxtasi nazorati, muvozanat nazorati, SOC baholash va aloqa boshqaruv modullari.
PID nazorati va Kalman filtrlash kabi boshqaruv algoritmlari batareyani zaryadlash va tushirish jarayonlarida aniq nazorat va optimallashtirishga erishish uchun ishlatiladi.
Aloqa boshqaruvi:BMS va boshqa tizimlar (masalan, avtomobil boshqaruv bloklari, bort ma'lumotlarini ko'rsatish tizimlari va boshqalar) o'rtasidagi aloqani boshqaring, odatda CAN avtobusi, Ethernet yoki simsiz aloqa orqali erishiladi.
3. Asosiy komponentlar va funksiyalar
BMS tizimi, shuningdek, uning samarali ishlashini ta'minlash uchun ba'zi asosiy komponentlar va funktsiyalarni o'z ichiga oladi:
Analog front end (AFE):analog signallarni (kuchlanish, oqim va harorat kabi) qayta ishlash va ularni raqamli ishlov berish uchun mos shaklga aylantirish uchun javobgardir.
Mikrokontroller birligi (MCU):BMS ning asosiy hisoblash va boshqaruv bloki sifatida u ma'lumotlarni qayta ishlash, batareya holatini kuzatish, boshqarish algoritmini bajarish, xato diagnostikasi, aloqani boshqarish va boshqa funktsiyalar uchun javobgardir.
Balans moduli:batareyalar to'plamida energiya muvozanatiga erishish, barcha batareya hujayralarining kuchlanishi va zaryad holatini iloji boricha izchil bo'lishini ta'minlash va batareya paketining xizmat qilish muddatini uzaytirish uchun ishlatiladi.
Yuqori kuchlanishni boshqarish bloki (HVU):Batareya to'plamining yuqori voltli davrlarini boshqarish, shu jumladan izolyatsiyani kuzatish, oqimni aniqlash, kontaktorni boshqarish va boshqalar uchun javobgardir.
Batareya holati ko'rsatkichi birligi (BTU):Foydalanuvchilarga batareyaning qolgan darajasi, zaryadlash holati va h.k. kabi batareya holatining vizual ko'rinishini taqdim etadi.
3 BMS ning ishlash printsipi
BMS batareya paketlarini quyidagi usullar orqali boshqaradi:
Voltajni tartibga solish:Har bir hujayraning kuchlanishi muvozanatli bo'lishini ta'minlash uchun mustaqil kichik kontaktlarning zanglashiga olib yoki DC / DC transformatorlaridan foydalanish kabi muvozanatli kuchlanish texnologiyasidan foydalangan holda.
Haroratni tartibga solish:Suyuq sovutish tizimlari va majburiy havo sovutish kabi haroratni nazorat qilish tizimlari bilan birgalikda batareyaning turli qismlarini sovutish har bir qismning haroratini eng mos ish harorati oralig'ida ushlab turish uchun nazorat qilinadi.
4 Batareya paketlarida BMS ning ahamiyati
BMS batareya paketlarida hal qiluvchi rol o'ynaydi, hatto batareya paketining umumiy narxining sezilarli qismini (taxminan 30%) tashkil qiladi. Bu akkumulyator batareyasining "miyasi" bo'lib, u real vaqt rejimida monitoring va boshqaruv orqali akkumulyator batareyasining xavfsiz va samarali ishlashini ta'minlaydi, batareyaning ishlash muddatini uzaytiradi va yangi energiya vositalarining umumiy ish faoliyatini yaxshilaydi.
5 Qo'llash misollari
Misol tariqasida Tesla Model S ni oladigan bo'lsak, uning BMS paketli batareya paketiga o'rnatilgan bo'lib, real vaqt rejimida har bir hujayraning holatini kuzatish va boshqarish orqali butun batareya paketining muvozanati va ishlashini ta'minlaydi. Teslaning ilg'or BMS texnologiyasi uni bozorda ajratib turadigan asosiy omillardan biridir.
Xulosa qilib aytganda, BMS, batareya paketlarining asosiy komponenti sifatida, yangi energiya vositalari sohasida o'zgarmas rol o'ynaydi. Texnologiyaning uzluksiz rivojlanishi bilan BMS texnologiyasi ham takomillashtirish va innovatsiyalarni davom ettiradi, yangi energiya vositalarini ommalashtirish va rivojlantirish uchun kuchli yordam beradi.