Σύστημα ελέγχου λογισμικού BMS πακέτο μπαταριών λιθίου

Το λογισμικό πίσω από το BMS ελέγχει τα πάντα. Οι περισσότεροι κατασκευαστές θεωρούν το λογισμικό ως βασική τεχνολογία επειδή ελέγχει ολόκληρο το BMS. Το μεγαλύτερο μέρος του υλικού μπορεί να βασίζεται σε στοιχεία εκτός ραφιού, αλλά το λογισμικό απαιτεί ατομικό σχεδιασμό, όχι μόνο να περιλαμβάνει χιλιάδες γραμμές κώδικα προγραμματισμού, αλλά ο κώδικας μπορεί να περιλαμβάνει πολλούς αλγόριθμους. Το λογισμικό ελέγχου χρησιμοποιεί μια σειρά μαθηματικών τύπων και μεθόδων υπολογισμού για να κατανοήσει τις διάφορες καταστάσεις (SOx) όλων των μπαταριών σε διαφορετικές χρονικές στιγμές, όπως πόση ενέργεια και ισχύς μπορεί να χρησιμοποιηθεί αυτή τη στιγμή, ποια είναι η τρέχουσα SOC, πόση SOC έχει απομείνει και πόσο SOC έχει απομείνει στην μπαταρία. Πόσο είναι το προσδόκιμο ζωής; Αυτός ο αλγόριθμος βασίζεται συνήθως σε ένα πολύ περίπλοκο μοντέλο και βασίζεται σε ένα συγκεκριμένο σύστημα και δομή κελιών. Στις περισσότερες περιπτώσεις, οι σχεδιαστές BMS μελετούν τα τρέχοντα κύτταρα σε ένα ελεγχόμενο εργαστηριακό περιβάλλον για να κατανοήσουν πώς λειτουργούν τα κύτταρα υπό διαφορετικές συνθήκες και στη συνέχεια το μεταφράζουν σε κώδικα. Μετά από μια σειρά επαναληπτικών βημάτων, είναι δυνατό για τον σχεδιαστή λογισμικού να σχεδιάσει τελικά έναν κατάλληλο αλγόριθμο για να προβλέψει με ακρίβεια την απόδοση της κυψέλης της μπαταρίας στις περισσότερες συνθήκες. Ο σχεδιασμός ενός BMS είναι τόσο περίπλοκος που δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα BMS κατάλληλο για έναν συγκεκριμένο χημικό τύπο κυψέλης μπαταρίας. Δεν είναι δυνατό να εφαρμοστεί σε άλλες κυτταρικές χημικές ουσίες διαφορετικών τύπων. Για παράδειγμα, η γενική τάση λειτουργίας των μπαταριών NMC είναι 3,7 V, ενώ η τάση λειτουργίας των μπαταριών LFP είναι 33 V και η τάση λειτουργίας των πηνίων LTO είναι 2,2 V. Επομένως, όλοι οι αλγόριθμοι πρέπει να γνωρίζουν την υψηλότερη και τη χαμηλότερη τάση στην οποία μπορεί να λειτουργήσει η μπαταρία. Τώρα ορισμένοι κατασκευαστές BMS έχουν αναπτύξει μια ποικιλία διαφορετικών λογισμικών για να εξυπηρετούν το δικό τους υλικό για να προσαρμόζονται σε διαφορετικούς τύπους εφαρμογών μπαταριών.

Το BMS είναι η κεντρική μονάδα ελέγχου του πακέτου μπαταριών.

Μια κυψέλη είναι συνδεδεμένη ηλεκτρονικά ή μια ομάδα κυψελών συνδέεται με εξαρτημένες πλακέτες κυκλωμάτων για να σχηματίσει ένα σύνολο. Έχουν γίνει πολλές μελέτες στο παρελθόν για την αξιολόγηση αυτών των δύο συστημάτων και δεν έχουν δείξει ότι τα ενεργά συστήματα εξισορρόπησης έχουν μακροπρόθεσμα οφέλη. Με άλλα λόγια, όσον αφορά το τρέχον τεχνικό επίπεδο, οι δύο μέθοδοι εξισορρόπησης είναι εξίσου αποτελεσματικές ως προς τη λειτουργικότητα. Σχετικά μιλώντας, το κόστος του ενεργού συστήματος εξισορρόπησης είναι ελαφρώς υψηλότερο. Άλλες λειτουργίες του BMS Εκτός από τη λειτουργία εξισορρόπησης, το BMS έχει πολλές άλλες πολύ σημαντικές λειτουργίες. Για παράδειγμα, αν και η εξισορρόπηση χωρητικότητας έχει σημαντικό αντίκτυπο στη διάρκεια ζωής της μπαταρίας, ένα σύστημα αποθήκευσης ενέργειας χωρίς λειτουργία εξισορρόπησης μπορεί να λειτουργήσει. Ωστόσο, η παρακολούθηση της θερμοκρασίας και της τάσης των κυψελών και των πακέτων μπαταριών σχετίζεται με την ασφάλεια του συστήματος. Επομένως, ένα από τα βασικά καθήκοντα του BMS είναι να διασφαλίσει ότι το σύστημα της μπαταρίας και οι κυψέλες λειτουργούν σε ασφαλή κατάσταση, συμπεριλαμβανομένης της παρακολούθησης του ρεύματος της μπαταρίας, της τάσης και της θερμοκρασίας των στοιχείων και των μπαταριών. Η παρακολούθηση του ρεύματος της μπαταρίας μπορεί να καθορίσει πόση ισχύ είναι διαθέσιμη στο σύστημα κατά τη φόρτιση και την εκφόρτιση. Εάν η τάση φόρτισης του στοιχείου μπαταρίας υπερβεί τη μέγιστη τάση ή η τάση εκφόρτισης είναι χαμηλότερη από την ελάχιστη τάση, θα προκληθεί βλάβη στο στοιχείο της μπαταρίας, επειδή είναι πολύ σημαντικό για το BMS να παρακολουθεί κάθε στοιχείο της σειράς μπαταριών ( εάν τα κελιά συνδέονται παράλληλα, τα περισσότερα συστήματα BMS θα τα αντιμετωπίζουν όπως για ένα μόνο κελί). Αυτά τα δεδομένα μπορούν να καθοδηγήσουν το σύστημα πότε να ξεκινήσει τη φόρτιση και πότε να σταματήσει την αποφόρτιση. Η ανίχνευση και η διαχείριση της θερμοκρασίας της ηλεκτρικής κατάστασης είναι μια άλλη σημαντική λειτουργία, επειδή η συνεχής εργασία κάτω από ακραίες συνθήκες όχι μόνο θα μειώσει τη διάρκεια ζωής του πυρήνα της μπαταρίας, αλλά θα αυξήσει επίσης τον κίνδυνο θερμικής διαφυγής του πυρήνα της μπαταρίας. Το BMS μπορεί να πει στο σύστημα εάν χρειάζεται να πραγματοποιήσει συντήρηση στην μπαταρία. Ο πυρήνας θερμαίνεται ή ψύχεται. Μια άλλη σημαντική λειτουργία του BMS είναι η επικοινωνία με εξωτερικά συστήματα. Πολλά προηγμένα BMS μπορούν να λαμβάνουν πληροφορίες από το όχημα ή τον ελεγκτή κινητήρα και να στέλνουν σχόλια. Αρχικά, το BMS μπορεί να στείλει την απαίτηση για μείωση ή διακοπή της αποφόρτισης της μπαταρίας και στη συνέχεια να στείλει δεδομένα για την κατάσταση της μπαταρίας (όπως η χωρητικότητα και η ενέργεια του χάρτη της μπαταρίας) και, τέλος, να μετατρέψει αυτά τα δεδομένα σε χιλιόμετρα ή διάρκεια ζωής για να τα παρέχει στον χρήστη. Τέλος, το BMS Καθορίζει επίσης πότε πρέπει να ανοίγουν και να κλείνουν επαφές στο σύστημα, ελέγχοντας τη ροή ηλεκτρικής ενέργειας από την μπαταρία στον κινητήρα ή από το σύστημα φόρτισης στην μπαταρία για φόρτιση.