System Manajemén batré
Sistem Manajemén Batré (BMS) mangrupikeun alat anu dianggo pikeun ngatur bungkus batré sacara efektif. Pikeun kandaraan listrik, -parangkat lunak sareng parangkat lunak BMS anu dirancang ogé tiasa ningkatkeun jarak nyetir, manjangkeun umur pak batré, ngirangan biaya operasi, sareng mastikeun kasalametan sareng reliabilitas pak batré kakuatan. Sistem manajemén batré kakuatan geus jadi komponén inti indispensable kandaraan listrik. Bab ieu bakal difokuskeun ngawanohkeun komposisi, pungsi, jeung prinsip kerja sistem manajemen batré kakuatan.
Arsitéktur Sistim
Perangkat keras sistem manajemen batré (BMS) umumna ngawengku Unit Manajemén Batré (BMU), Unit Manajemén Sél (CMU), sénsor, abah-abah kabel, jrrd. Dina rarancang sistem batré kakuatan -skala badag, pilihan arsitéktur BMS penting pisan, langsung nangtukeun métode sambungan antara unit hardware jeung pendekatan program software, sarta mangaruhan biaya sistem, réliabilitas jeung pangropéa. Dumasar topologi antara controller dina BMS, BMS sacara lega bisa digolongkeun kana dua jenis: terpadu jeung disebarkeun.
1. BM terpadu
2. BMS disebarkeun
Beda sareng topologi terpadu, arsitéktur anu disebarkeun ngabagi fungsionalitas BMS kana BMU mainboard sareng sababaraha CMU budak. Struktur modular nyederhanakeun assembly modul, ngaoptimalkeun tata perenah abah sampling, sarta alleviates tegangan turun inconsistencies kalawan spasi seragam. Kakurangan kalebet biaya anu langkung luhur sareng desain komunikasi sareng kontrol anu langkung rumit. Dumasar kana rupa-rupa métode sambungan BMS disebarkeun, aranjeunna bisa dibagi deui jadi tilu jenis: sambungan béntang (tingali Gambar 8 -2), sambungan beus, jeung sambungan daisy-ranté.
(1) Sambungan béntangDina sambungan béntang, BMU mainboard lokasina sentral, sarta unggal modul CMU disambungkeun langsung ka mainboard BMS via abah a. Sambungan béntang ngagampangkeun kadali titik-ka-titik, sarta gagalna hiji titik CMU henteu mangaruhan signifikan kana sistem. Sanajan kitu, sakumaha jumlah modul naek, pajeulitna jalur komunikasi dina sambungan béntang naek éksponénsial, sahingga pangropéa hésé tur ngawatesan skalabilitas. Alatan watesan port mainboard BMS, modul CMU teu bisa ditambahkeun sawenang-wenang, sahingga kawilang jarang dina -aplikasi skala badag.
(2) Sambungan BeusArsitéktur sistem -beus ngagampangkeun desain modular, sapertos anu dipidangkeun dina Gambar 8-3. BMS biasana dibagi kana sababaraha unit kontrol: BMU, CMU, sareng Battery Join Box (BJB). BMU, CMU, sareng BJB disambungkeun liwat CAN atanapi jaringan beus anu sanés. BMU ngalaksanakeun fungsi algoritma inti pikeun manajemén batré; nu CMU ngalakukeun akuisisi tegangan sél, equalization, sarta pangukuran suhu; nu BJB ngalakukeun-tegangan tinggi, ayeuna, sarta akuisisi hawa, contactor nyetir na diagnostics, sarta deteksi insulasi pikeun pak batré; isolasi nyadiakeun isolasi listrik, nyegah backflow ti ngaduruk kaluar papan sirkuit jeung ngawatesan amplitudo gangguan.
Arsitéktur basis -beus nawiskeun sambungan komunikasi anu langkung fleksibel sareng skalabilitas anu kuat, nyederhanakeun pisan desain arsitektur hardware, ngahontal modularitas, sareng ningkatkeun aplikasi sareng portabilitas sistem. disadvantage utama na nyaeta biaya rélatif tinggi na.
Daisy-chaining mangrupikeun metode sambungan anu kawilang énggal anu muncul dina taun-taun ayeuna. Antarbeungeutna bisa ngarobah -sinyal SPI duplex pinuh nepi ka 1Mb/s jadi sinyal diferensial sarta ngirimkeunana liwat kabel pasangan -bengkok jeung trafo sederhana, -murah. Contona, alat AFE Linear Technology (LTC6811) tiasa dihubungkeun pikeun ngabentuk BMS. Trafo leutik, -murah, ngagantikeun isolator data. Dina sisi microprocessor kontrol utama, IC adaptor leutik (LTC6820) nyadiakeun panganteur controller utama. Sanaos jejaring ranté unidirectional -chain saderhana, gagalna titik mana waé tiasa mangaruhan komunikasi sakabéh sistem. Ku alatan éta, ranté cingcin daisy -ditingkatkeun, saperti ditémbongkeun dina Gambar 8-4, geus dimekarkeun sarta dilarapkeun dina produk BMS tina pabrik kandaraan énergi anyar utama kayaning Tesla. Dibandingkeun sareng sambungan beus CAN, daisy -chaining langkung handap biaya sareng ukuranana langkung alit, tapi skalabilitasna kirang, jumlah titik maksimum kawates, sareng kasusah dina nanganan masalah pangaturan batré dina skenario anu langkung kompleks sapertos sistem panyimpen énergi skala ageung.
Fungsi Dasar
Sacara umum, pungsi dasar Sistem Manajemén Batré (BMS) ngawengku: akuisisi data, estimasi kaayaan batré, manajemén énergi, manajemén kaamanan, manajemén termal, kontrol ékualisasi, pungsi komunikasi, jeung -antarmuka mesin manusa. angka 8-5 nembongkeun diagram blok fungsi sistem manajemen batré.
Akuisisi data mangrupikeun pondasi sadaya algoritma sareng kadali dina Sistem Manajemén Batré (BMS). Ku alatan éta, laju sampling, akurasi, jeung pra{1}}karakteristik saringan mangrupa indikator penting nu mangaruhan kinerja sistem batré. Laju akuisisi data ditangtukeun ku skenario jeung fungsi. Contona, ku catu daya cadangan, laju akuisisi data bisa jadi low salaku hiji pigura per 10 detik atawa malah per menit; sedengkeun pikeun objék anu ngarobah arus gancang (sapertos kandaraan), data kedah dicandak sahenteuna sakali unggal 1 detik, sareng sababaraha data anu aya hubunganana -kaamanan anu meryogikeun frékuénsi sampling dugi ka 100ms atanapi 10ms.
2. Estimasi kaayaan batré
Estimasi kaayaan batré utamana ngawengku dua aspék:Kaayaan Tanggung jawab (SOC)jeungKaayaan Kaséhatan (SOH). SOC ngalambangkeun sésa-sésa muatan batré anu ayeuna sareng mangrupikeun dasar pikeun ngitung jarak nyetir kendaraan listrik. SOH mangrupikeun parameter anu dianggo pikeun ngagambarkeun umur sésana batré sareng kaayaan kaséhatan sanés.
Manajemén énérgi mastikeun yén -nyata kaluaran énergi sareng input batré henteu ngaleuwihan kapasitas batre sareng sistem. Kanyataanana, kapasitas ngecas / ngeusi batre dipangaruhan ku suhu, SOC, sareng SOH, diantara faktor sanésna. Dina waktos anu sami, dina tingkat sistem, résiko sapertos overheating sareng circuit meltdown kedah dihindari. Ku alatan éta, manajemén énergi nyaéta prosés kontrol global utamana ngagunakeun arus, tegangan, suhu, SOC, sarta SOH salaku inputs.
Ngawaskeun tegangan batré, arus, sareng suhu pikeun mastikeun aranjeunna henteu ngaleuwihan rentang normal. BMS (Sistem Manajemén Batré) modéren henteu ngan ukur ngawaskeun sadaya batré, tapi ogé nyayogikeun kontrol anu langkung saé pikeun kaayaan sél individu anu ekstrim sapertos ngeusi batre, langkung-ngeusian, sareng suhu langkung-.
Niiskeun batré nalika suhu operasina luhur teuing sareng panaskeun nalika turun di handap wates handap suhu operasi anu cocog pikeun ngajaga batré dina rentang operasi anu optimal sareng ngajaga kasaimbangan suhu diantara sél individu nalika operasi. Manajemén termal hususna dipikabutuh pikeun batré anu dipaké dina kaayaan -kakuatan anu luhur sareng -kondisi suhu anu luhur.
6. Balancing Control
Inconsistencies dina kinerja batré bisa ngakibatkeun turunna kinerja pak batré sakabéh komo resiko kaamanan. Sirkuit pangimbangan dipasang antara sél individu dina pak batré pikeun mastikeun yén kaayaan ngecas na discharging unggal sél individu téh salaku konsisten mungkin, kukituna ngaronjatkeun kinerja sakabéh pak batré.
Fungsi penting tina sistem manajemen batré (BMS) nyaéta pikeun ngaktifkeun komunikasi parameter sareng inpormasi batré sareng alat onboard atanapi offboard, nyayogikeun data pikeun kadali muatan/discharge sareng kontrol kendaraan. Gumantung kana aplikasi, bursa data bisa ngamangpaatkeun interfaces komunikasi béda, kayaning sinyal analog, sinyal PWM, CAN beus, atawa interfaces serial I2C.
8. Manusa-Machine Interface (HMI)
HMI teh panganteur panganteur pikeun -interaksi mesin manusa. Éta ngagunakeun alat input sareng kaluaran anu pas pikeun sacara efektif ngaktipkeun dialog sareng interaksi antara manusa sareng mesin anu dioperasikeun. Dina BMS, HMI kalebet inpormasi tampilan sareng tombol kontrol sareng kenop, dikonpigurasi dumasar kana syarat desain.
