Πώς να επιλέξετε το κατάλληλο BMS για μπαταρία ιόντων λιθίου;

Η επιλογή ενός κατάλληλου συστήματος διαχείρισης μπαταρίας (BMS) για μπαταρίες ιόντων λιθίου απαιτεί ολοκληρωμένη εξέταση των παραμέτρων της μπαταρίας, των σενάριων εφαρμογής, των λειτουργικών απαιτήσεων,οικονομική απόδοση και άλλοι παράγοντεςΤο παρακάτω είναι ένας λεπτομερών οδηγός επιλογής:

Ι. Κατανοία των βασικών παραμέτρων της μπαταρίας

1.Η τάση και η χωρητικότητα

• Το εύρος ονομαστικής και συνολικής τάσης (π.χ. η ονομαστική τάση μιας μπαταρίας ιόντων λιθίου 16S είναι 57,6V και η τάση φόρτισης είναι 67.2V) επηρεάζει άμεσα την επιλογή του εύρους παρακολούθησης τάσης του BMS

• Η χωρητικότητα (π.χ. 25,5Ah) καθορίζει την τρέχουσα ικανότητα χειρισμού του BMS, η οποία πρέπει να αντιστοιχεί στα μέγιστα ρεύματα φόρτισης και εκφόρτισης (π.χ.εάν το μέγιστο συνεχές ρεύμα εκφόρτισης της μπαταρίας είναι 25A, το BMS πρέπει να υποστηρίζει προστασία ρεύματος ≥ 25A)

2Πολλαπλασιαστής φόρτισης/αφόρτισης και διάρκεια κύκλου

• Οι μπαταρίες υψηλής ταχύτητας (π.χ. 2C ή 3C) απαιτούν ένα BMS που υποστηρίζει τον έλεγχο ταχείας φόρτισης/αφόρτισης για την πρόληψη του υπερβολικού ρεύματος.
• Η διάρκεια κύκλου (π.χ. 300 κύκλοι) πρέπει να συνδυάζεται με την ικανότητα διαχείρισης εξισορρόπησης του BMS για να επιβραδύνεται η υποβάθμιση της χωρητικότητας.

3.Διαφορά θερμοκρασιών και εσωτερική αντίσταση

• Το εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας (π.χ. 0-45°C για φόρτιση, -20-60°C για εκφόρτιση) απαιτεί το BMS να διαθέτει λειτουργία παρακολούθησης ευρείας ζώνης θερμοκρασίας και διαχείρισης θερμότητας.
• Η χαμηλή εσωτερική αντίσταση (π.χ. ≤ 120mΩ) μειώνει την απώλεια ενέργειας και απαιτεί από το BMS να υποστηρίζει ακριβή απόκτηση τάσης (± 3mV) για τη βελτιστοποίηση της εξίσωσης.

Ι.Καθαρές απαιτήσεις για σενάρια εφαρμογής

Η εστίαση στο BMS ποικίλλει σημαντικά από σενάριο σε σενάριο:

1.ηλεκτρικό όχημα

• Δυναμική ανταπόκριση:απαιτείται υψηλής ακρίβειας εκτίμηση SOC και έλεγχος σε πραγματικό χρόνο, και υποστηρίζεται η επικοινωνία CAN bus για την πραγματοποίηση αλληλεπίδρασης με ολόκληρο το σύστημα οχήματος.
• Απαιτήσεις ασφάλειας:Πολλαπλή προστασία (υπερτάσεις, υποτάσεις, βραχυκυκλώματα κλπ.) και προσαρμογή σε δονήσεις, υψηλές θερμοκρασίες και άλλα σκληρά περιβάλλοντα.

2Συστήματα αποθήκευσης ενέργειας

• Σταθερότητα:Δίνει έμφαση στην ισορροπημένη διαχείριση υπό μακροπρόθεσμο κύκλο και υποστηρίζει τα πρωτόκολλα επικοινωνίας TCP/IP για να προσαρμοστούν στην αποστολή του δικτύου.
• Ελέγχος του κόστους:προτιμούν την αρθρωτή ή την αρχιτεκτονική master-slave για τη μείωση του κόστους μονάδας αποθήκευσης ενέργειας.

3. Φορητός εξοπλισμός

• Όγκος και κατανάλωση ισχύος:να επιλέξει BMS με υψηλή ολοκλήρωση και χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, όπως πρόγραμμα με ένα μόνο τσιπ (π.χ. σειρά MAGIC AMG86)
• Απλοποιημένη λειτουργικότητα:Οι σύνθετες διεπαφές επικοινωνίας μπορούν να παραλειφθούν και να διατηρηθούν οι βασικές λειτουργίες προστασίας

ΙΙΙ. Βασικές λειτουργικές απαιτήσεις

1.Παρακολούθηση ακρίβειας

• Η ακρίβεια απόκτησης τάσης πρέπει να είναι ≤±3mV και το σφάλμα ανίχνευσης θερμοκρασίας ≤1°C για να εξασφαλιστεί η ακρίβεια της εκτίμησης SOC/SOH

2. Εξισορροπημένη διαχείριση

• Η ενεργός εξισορρόπηση (π.χ. μετατροπή συνεχούς/συνεχούς) είναι κατάλληλη για μπαταρίες μεγάλης χωρητικότητας και τα ρεύματα εξισορρόπησης ≥ 1A μπορούν να μειώσουν αποτελεσματικά τις διαφορές τάσης
• Η παθητική εξισορρόπηση είναι χαμηλού κόστους, αλλά είναι κατάλληλη μόνο για εφαρμογές μικρής χωρητικότητας ή χαμηλής πολλαπλασιασμού

3Μηχανισμοί προστασίας της ασφάλειας

• Πρέπει να περιλαμβάνει υπερφόρτιση, υπερφόρτιση, υπερστροφή, βραχυκύκλωμα, προστασία από υπερύθμιση και ορισμένα σενάρια απαιτούν περιττό σχεδιασμό (π.χ. διπλό MOSFET).

4. Συμφωνία πρωτοκόλλου επικοινωνίας

• Ηλεκτρικά οχήματα: CAN bus (π.χ. το Seplos BMS υποστηρίζει την επικοινωνία με την Pylontech, τους μετατροπείς Growatt).
• Συστήματα αποθήκευσης ενέργειας: RS485 ή Ethernet, υποστηρίζει παράλληλη σύνδεση πολλαπλών μηχανών

IV. Τοπολογία και επιλογή υλικού

1Κεντρικό σύστημα BMS

• Πλεονεκτήματαχαμηλού κόστους, κατάλληλο για μικρής κλίμακας συσσωρευτές μπαταριών (π.χ. ηλεκτρικά εργαλεία).

• Μειονεκτήματα:κακή επεκτασιμότητα, σύνθετη αντιμετώπιση προβλημάτων

2Διανεμημένο BMS

• Πλεονεκτήματαμονωτική σχεδίαση, εύκολη στη συντήρηση, κατάλληλη για συστήματα αποθήκευσης ενέργειας μεγάλης κλίμακας.
• Μειονεκτήματα:υψηλό κόστος υλικού, περίπλοκη καλωδίωση

3. BMS αφέντης-δούλου

• Εξισορρόπηση του κόστους και της κλιμακωτότητας, που χρησιμοποιείται συνήθως σε μεσαίες έως μεγάλες μπαταρίες για ηλεκτρικά οχήματα.