Πώς ταιριάζει η μπαταρία με το BMS;

Η αντιστοίχιση της μπαταρίας με το σύστημα διαχείρισης μπαταρίας (BMS) απαιτεί ολοκληρωμένη εξέταση πολλών τεχνικών παραμέτρων,λειτουργικές απαιτήσεις και σενάρια εφαρμογής για τη διασφάλιση της ασφάλειαςΤα ακόλουθα είναι συγκεκριμένα βήματα αντιστοίχισης και βασικές σκέψεις:

1. Επιβεβαιώστε ότι η τάση και το ρεύμα προδιαγραφές της μπαταρίας και BMS ταιριάζουν

- Αντίσταση τάσης:

- βεβαιωθείτε ότι η συνολική τάση της μπαταρίας βρίσκεται εντός του εύρους ονομαστικής τάσης λειτουργίας του BMS.η τάση της μπαταρίας για σύστημα αποθήκευσης ενέργειας ή ηλεκτρικό όχημα πρέπει να αντιστοιχεί στην περιοχή τάσης που υποστηρίζεται από το BMS (e- π.χ. 12V, 24V, 48V ή υψηλότερα).

- Για τις συσσωρευτές μπαταριών που συνδέονται σε σειρά, το BMS πρέπει να υποστηρίζει την παρακολούθηση της τάσης των μεμονωμένων μπαταριών (π.χ. το μεμονωμένο εύρος τάσης των μπαταριών ιόντων λιθίου είναι συνήθως 2,5V ~ 4,2V).

- Τρέχουσα αντιστοιχία:

- Η τρέχουσα ικανότητα ανίχνευσης του BMS πρέπει να καλύπτει το μέγιστο ρεύμα φόρτισης/αποφόρτισης του πακέτου μπαταριών για να εξασφαλίσει ότι μπορεί να παρακολουθεί και να ελέγχει με ακρίβεια τη διαδικασία φόρτισης/αποφόρτισης.

2- Διασφάλιση της συμβατότητας του πρωτοκόλλου επικοινωνίας

- Συμφωνία πρωτοκόλλου:

- Απαιτούνται συμβατά πρωτόκολλα επικοινωνίας (π.χ. CAN, SPI, RS-485 ή Bluetooth) μεταξύ του BMS και του συστήματος διαχείρισης μπαταρίας (π.χ. BMS και μετατροπέα, φορτιστή ή άλλου ελεγκτή).
- Εάν χρησιμοποιείται συσκευή τρίτου (π.χ. μετατροπέας αποθήκευσης ενέργειας PCS), είναι απαραίτητο να επιβεβαιωθεί ότι το πρωτόκολλο επικοινωνίας της είναι συμβατό με το πρωτόκολλο εξόδου του BMS,Διαφορετικά μπορεί να απαιτηθεί μετατροπέας πρωτοκόλλου ή προσαρμοσμένη ανάπτυξη.

- Επικοινωνία δεδομένων:

- Να εξασφαλίζεται ότι το BMS μπορεί να μεταδίδει δεδομένα κατάστασης της μπαταρίας (π.χ. τάση, ρεύμα, θερμοκρασία, SOC/SOH) σε άλλα συστήματα σε πραγματικό χρόνο και να λαμβάνει εντολές ελέγχου (π.χ. εντολές φόρτισης/αφόρτισης).

3. Αντιστοίχιση λειτουργίας προστασίας

- Προστασία κατά της υπερφόρτισης/υπερφόρτισης:

- Τα όρια προστασίας από υπερτάσεις και υποτάσεις του BMS πρέπει να συνάδουν με τα χημικά χαρακτηριστικά της μπαταρίας (π.χ.Η προστασία κατά της υπερτάσης για τις μπαταρίες ιόντων λιθίου ορίζεται συνήθως σε 4.2V/μονάδα και χαμηλής τάσης σε 2,5V/μονάδα).

- Προστασία από υπερστροφή και βραχυκύκλωμα:

- Το BMS πρέπει να υποστηρίζει το μέγιστο συνεχές ρεύμα της μπαταρίας και διαθέτει λειτουργία διακοπής υπερ-ρεύματος για την πρόληψη ζημιών που προκαλούνται από βραχυκύκλωμα ή υψηλό ρεύμα.

- Συντονισμός της θερμικής διαχείρισης:

- Εάν η μπαταρία είναι εξοπλισμένη με σύστημα ψύξης, το BMS πρέπει να συνδέεται με αισθητήρες θερμοκρασίας και απορροφητήρες θερμότητας για να διασφαλιστεί ότι η θερμοκρασία είναι εντός ασφαλούς εύρους.

4Εξισορροπημένη τεχνολογία.

Επιλέγεται η κατάλληλη μέθοδος εξισορρόπησης ανάλογα με την χωρητικότητα και τη δομή σειράς-παράλληλης σύνδεσης της μπαταρίας:

- Παθητική εξισορρόπηση:

- Εφαρμόσιμα σενάρια: μικρής χωρητικότητας, χαμηλής σειράς συσσωρευτών μπαταριών (π.χ. καταναλωτικές ηλεκτρονικές συσκευές).
- Χαρακτηριστικά: εξισορρόπηση με αντίσταση κατανάλωσης ενέργειας, απλή δομή αλλά χαμηλή απόδοση.

- Ενεργητική εξισορρόπηση:

- Εφαρμόσιμα σενάρια: μεγάλες μπαταρίες μεγάλης χωρητικότητας, υψηλού αριθμού συρμάτων (π.χ. ηλεκτρικά οχήματα ή συστήματα αποθήκευσης ενέργειας).
- Χαρακτηριστικά: εξισορρόπηση μέσω της μεταφοράς ενέργειας, υψηλή απόδοση αλλά υψηλό κόστος (π.χ. λύση διμερών τσιπ DC-DC της Collette).

5. Συμφωνία περιβάλλοντος εγκατάστασης και φυσικής διεπαφής

- Ηλεκτρική σύνδεση:

- Καθορισμός καλωδίων σύμφωνα με τις απαιτήσεις σχεδιασμού υλικού του BMS για να εξασφαλιστεί η αξιοπιστία και η χαμηλή αντίσταση των κυκλωμάτων υψηλής τάσης (βλέπε γείωση και σύνδεσμο)
- Χρησιμοποιήστε καλώδια αντιγήρανσης και ανθεκτικά σε υψηλές θερμοκρασίες για να αποφύγετε την κακή επαφή ή την αύξηση της θερμοκρασίας.

- Προσαρμοστικότητα σε θερμοκρασία και υγρασία:

- Επιλέξτε το κατάλληλο μοντέλο ανάλογα με το περιβαλλοντικό εύρος λειτουργίας του BMS (π.χ. το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας BMS πρέπει να προσαρμόζεται σε εξωτερικό αλατιστικό ψεκασμό και υψηλές/χαμηλές θερμοκρασίες,ενώ το EV BMS πρέπει να συμμορφώνεται με τα ενσωματωμένα περιβαλλοντικά πρότυπα).

6. Δοκιμασία και επικύρωση

- Λειτουργική δοκιμή:

- Ελέγξτε εάν η ακρίβεια της συλλογής τάσης, ρεύματος και θερμοκρασίας του BMS πληροί τα πρότυπα (π.χ. απαίτηση ακρίβειας SOE για BMS αποθήκευσης ενέργειας, σφάλμα SOC ≤ 3% για EV BMS).
- προσομοίωση ακραίων συνθηκών εργασίας (π.χ. ταχεία φόρτιση και εκφόρτιση, υπερθερμοκρασία, βραχυκύκλωμα) για να δοκιμαστεί η ταχύτητα ανταπόκρισης προστασίας του BMS.

- Δοκιμή HIL (hardware-in-the-loop):

- Βεβαιώστε την ικανότητα του BMS να λειτουργεί με τη μπαταρία, το φορτίο και τον εξοπλισμό φόρτισης μέσω εργαλείων προσομοίωσης

7. Επιλογή προσαρμοστικότητας σεναρίου

- Συστήματα αποθήκευσης ενέργειας:

- Πρέπει να υποστηρίζει μακροχρόνιους κύκλους φόρτισης και εκφόρτισης, να έχει υψηλής ακρίβειας εκτίμηση SOE (απομείουσα ενέργεια) και να προσαρμόζεται σε εξωτερικά περιβάλλοντα (π.χ. αλατισμός, υψηλή και χαμηλή θερμοκρασία).
- Ανατρέξτε στο πρότυπο GB/T 34131-2023 και δώστε προσοχή στην παρακολούθηση της αντίστασης μονίωσης και της συμβατότητας πολλαπλών πρωτοκόλλων.

- Ηλεκτρικό όχημα BMS:

- Εστίαση στην ασφάλεια σε πραγματικό χρόνο, ελαφρύ βάρος και υψηλής τάσης (π.χ. γρήγορη επικοινωνία και προστασία χαμηλής καθυστέρησης σύμφωνα με την GB/T 38661-2020).
- Μπορεί να απαιτηθεί ασύρματο σύστημα BMS (π.χ. λύση Tesla) για να απλοποιηθεί η σύνδεση καλωδίων.

8. Έλεγχος συμβατότητας από τρίτο

- Συμπίεση με μετατροπέα (PCS):

- Βεβαιωθείτε ότι το πρωτόκολλο επικοινωνίας, το εύρος τάσης / ρεύματος και η λογική προστασίας του BMS και του μετατροπέα αποθήκευσης ενέργειας είναι συνεπείς

- Προσαρμογή αλγορίθμου λογισμικού:

- Εάν απαιτούνται ειδικοί αλγόριθμοι, επιβεβαιώστε ότι το BMS firmware υποστηρίζει ή μπορεί να προσαρμοστεί.

Συχνές Ερωτήσεις και Απαντήσεις

- Προβλήματα 1: Κακή εξισορρόπηση BMS:

- Ελέγξτε εάν η μέθοδος εξισορρόπησης αντιστοιχεί στα χαρακτηριστικά της μπαταρίας (π.χ. οι μπαταρίες μεγάλης χωρητικότητας πρέπει να εξισορρόπησης ενεργά).

- Προβλήματα 2: Διακοπή επικοινωνίας:

- Επιβεβαιώστε αν η έκδοση πρωτοκόλλου, ταχύτητα και ασπίδα σήματος πληρούν τις απαιτήσεις.

- Ερώτηση 3: Προστασία ψευδής σκανδάλη:

- Καλιτράρετε το κατώφλι του αισθητήρα, ή ελέγξτε την καλωδίωση για κακή επαφή.

Σύνοψη.

Η αντιστοιχία των μπαταριών και του BMS πρέπει να εξεταστεί συνολικά από πολλές διαστάσεις, όπως οι ηλεκτρικές παραμέτρους, τα πρωτόκολλα επικοινωνίας, η λογική προστασίας, η προσαρμοστικότητα στο περιβάλλον,και επαλήθευση δοκιμώνΓια πολύπλοκα συστήματα (π.χ. αποθήκευση ενέργειας ή ηλεκτρικά οχήματα), συνιστάται να γίνεται αναφορά στα βιομηχανικά πρότυπα (π.χ. GB/T) και να διεξάγονται αυστηρές δοκιμές HIL για να εξασφαλίζεται ένα ασφαλές και αξιόπιστο σύστημα.Εάν χρησιμοποιείται μη πρωτότυπο BMS, θα πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στην συμβατότητα πρωτοκόλλου και την πιστοποίηση από τρίτους.