Què gestiona un sistema de gestió de bateries (BMS)?

En els vehicles d'energia nova, les centrals elèctriques d'emmagatzematge d'energia i els equips de bateries de liti, el funcionament segur, eficient i de llarga{0}}vida útil dels paquets de bateries de liti depèn en gran mesura d'un BMS (Sistema de gestió de bateries). Molta gent només sap que les bateries tenen energia i poden emmagatzemar energia, però no saben que el BMS és el "cervell" crucial de la bateria. Aquest article, que combina cinc funcions bàsiques, desglossa completament els aspectes clau de la gestió de la bateria gestionada pel BMS.

Tot el xip BMS funciona al voltant de cinc dimensions, formant un bucle tancat complet de gestió de la bateria: detecció, protecció, equilibri, gestió tèrmica i comunicació.

1. Sensació:Monitorització-en temps real, comprensió de l'estat complet de la bateria

El BMS és com els "cinc sentits" de la bateria, recopilant contínuament tres punts de dades bàsiques les 24 hores del dia: tensió, corrent i temperatura. Mitjançant la tensió total, la tensió individual de la cèl·lula, el corrent total del circuit i la recollida de dades de temperatura en diversos-punts, captura amb precisió les condicions de funcionament-en temps real de cada cel·la, proporcionant la base de dades per a totes les funcions.

2. Protecció:Escut de quatre-plegues per protegir la seguretat de la bateria. A partir de les dades recollides pels sensors, el BMS incorpora un mecanisme de protecció de seguretat de quatre-capes per eliminar els riscos d'incendi, protuberància i fallada de la bateria: protecció de sobrecàrrega, protecció de sobre-descàrrega, protecció de sobreintensitat i protecció de sobre-temperatura. Una vegada que les dades arriben a un llindar perillós, el circuit es talla immediatament i es limita la potència.

3. Equilibri:Coordinació cel·lular per a la càrrega i descàrrega sincronitzada. Les bateries d'ions de liti-consten de desenes o fins i tot centenars de cel·les connectades en sèrie. Es poden produir diferències en la capacitat i la tensió de la cèl·lula entre la fàbrica i l'ús a llarg termini-, i l'efecte "enllaç més feble" redueix significativament la capacitat útil general del paquet. La funció d'equilibri unifica la tensió de la cèl·lula, elimina les diferències de tensió i millora la capacitat i la vida útil generals de la bateria.

4. Gestió tèrmica:Mantenir la temperatura òptima de funcionament de la bateria. El rendiment de la bateria d'ions de liti-depèn molt de la-temperatura: la càrrega de baixa-temperatura provoca fàcilment el revestiment de liti i el dany de les cèl·lules, mentre que la càrrega i descàrrega d'alta-temperatura acceleren la degradació i comporta perills per a la seguretat. El BMS, juntament amb el sistema de gestió tèrmica, activa elements de calefacció per preescalfar la bateria a baixes temperatures i activa ventiladors i tubs de refrigeració líquida per dissipar la calor a altes temperatures, bloquejant la bateria dins del seu rang de funcionament òptim.

5. Comunicació:Comunicació ascendent i descendent, facilitant l'intercanvi d'informació entre el vehicle i l'usuari.

El BMS actua com a "portaveu" extern de la bateria. Internament, recopila dades de cada cel·la mitjançant una connexió-en cadena. Externament, interactua amb la VCU i les estacions de càrrega del vehicle mitjançant el bus CAN, sincronitzant les dades simultàniament amb el núvol i una aplicació mòbil. Pot enviar senyals de potència i nivell de bateria al vehicle i mostrar l'abast restant i l'estat de salut de la bateria al propietari.

ACEY-BP24-300A400Amàquina de prova de bmsés una plataforma de proves d'alta{0}}precisió dissenyada per a la verificació funcional completa de taulers de protecció de bateries de liti i sistemes de gestió de bateries (BMS).

1. Recollida completa de dades brutes de la bateria

El BMS es basa en quatre tipus de maquinari d'adquisició de dades per aconseguir la detecció de dades:

• Mesura de la tensió total: detecta la tensió total de la bateria per determinar la reserva d'energia total;
• Mesura de la tensió de la cèl·lula individual: recull la tensió de cada cel·la individual per localitzar amb precisió les cèl·lules defectuoses amb una tensió anormal;
• Mesura del corrent total: supervisa el corrent del circuit de càrrega i descàrrega per calcular la quantitat de càrrega i descàrrega;
• Mesurament de la temperatura en diversos-punts: desplega sondes de temperatura en diverses ubicacions de la bateria per controlar l'augment de la temperatura cel·lular en temps real.

Després de recollir dades en brut, el BMS calcula automàticament quatre paràmetres bàsics d'estat, transformant les dades en brut en informació efectiva que els usuaris i el vehicle poden entendre.

2. Escut de protecció quatre-plegables

En detectar dades anormals, el BMS activa immediatament la protecció per nivells per eliminar el risc de fuga tèrmica a la seva font:

• Protecció de sobrecàrrega: quan la tensió de la cèl·lula arriba al seu límit superior durant la càrrega (4,25 V per a les bateries de liti convencionals), el circuit de càrrega es desconnecta automàticament, evitant que es carregui més i que la cel·la s'abombi i incendii.
• Protecció sobre-descàrrega: quan la tensió de descàrrega baixa al seu límit inferior (2,8 V per a bateries de liti convencionals), la sortida de descàrrega es talla per evitar danys permanents per l'esgotament profund de les cèl·lules.
• Protecció contra sobreintensitat: quan el corrent de càrrega/descàrrega supera el llindar de seguretat, el fusible o l'interruptor d'{0}}alta tensió s'activa per desconnectar, evitant que el corrent elevat es trenqui la cèl·lula.
• Protecció de sobre-temperatura: quan la temperatura de la bateria supera el límit de seguretat (normalment 55 graus), la potència de sortida es limita o fins i tot s'apaga, iniciant el refredament i la dissipació de calor.

En resum: la detecció són els ulls del BMS, la protecció són les seves mans i peus; només identificant amb precisió el perill pot prendre mesures ràpidament per protegir la seguretat de la bateria.

1. Balanç de cèl·lules: superació de l'efecte barril i maximització de la capacitat de la bateria
Quan es connecten diverses cel·les en paral·lel o en sèrie, es produeix una diferència de voltatge important: durant la càrrega, la cel·la amb la tensió més alta es carrega primer, el que obliga el sistema a aturar la càrrega, mentre que les cel·les de voltatge inferior- restants no es poden carregar completament; durant la descàrrega, la cèl·lula amb la tensió més baixa es descarrega primer, forçant el sistema a tancar-se, mentre que les cel·les d'alt-tensió encara conserven una gran quantitat de càrrega. Aquest és l'efecte barril, on la cel·la de l'enllaç més feble determina la capacitat útil general de la bateria. El BMS suavitza la diferència de tensió cel·lular mitjançant dos mètodes d'equilibri:

Equilibri passiu:Depèn de resistències per dissipar l'excés de càrrega de les cèl·lules d'alta tensió-com a calor. Aquest mètode és d'estructura senzilla i de baix cost, però es malgasta energia. S'utilitza principalment en equips d'emmagatzematge d'energia de baix-cost i de baixa-velocitat.

Equilibri actiu:Utilitza condensadors i inductors com a portadors d'energia per transferir l'excés de càrrega de les cèl·lules d'alt-voltatge a les de baixa-tensió. Aquest mètode no té malbaratament d'energia i una alta eficiència d'equilibri, i s'utilitza àmpliament en els vehicles d'energia nova i l'emmagatzematge d'energia de gamma alta-.

Després de l'equilibri, els voltatges de les cèl·lules són consistents, augmentant la capacitat útil de la bateria i allargant significativament el seu cicle de vida.

2. Xarxa de comunicacions de doble-capa per a la interoperabilitat de dades

La comunicació BMS consta de dues xarxes: interna i externa.

• Comunicació interna (daisy-chain): els xips d'adquisició de cèl·lules es connecten en sèrie per recollir de forma sincrònica les dades de voltatge i temperatura de cada cel·la, que després s'agreguen a la MCU de control principal.
• Comunicació externa (CAN bus + núvol): Interacciona amb el controlador del vehicle (VCU) i piles de càrrega mitjançant línies CAN; simultàniament, les dades es carreguen a la plataforma de núvol i a l'aplicació mòbil, cosa que permet als propietaris comprovar el nivell de la bateria, l'autonomia, l'estat de la bateria i les alarmes d'error en qualsevol moment.

Les bateries de liti són components d'emmagatzematge d'energia extremadament sensibles a la temperatura-: les temperatures ambientals baixes poden provocar la deposició de liti dins de les cèl·lules durant la càrrega i danyar permanentment la capacitat de la bateria; La càrrega i la descàrrega contínua d'alta potència-a altes temperatures accelera la descomposició dels electròlits, provocant fàcilment una fuga tèrmica. El BMS (Battery Management System) funciona conjuntament amb tot el sistema de gestió tèrmica per aconseguir un control de temperatura bidireccional:

• Condicions de baixa-temperatura:-els elements de calefacció integrats s'activen per escalfar uniformement la bateria, permetent la càrrega i la descàrrega d'alta-potència només després d'arribar a una temperatura adequada;
• Condicions d'alta-temperatura: els ventiladors de refrigeració i les canonades de refrigeració líquida s'activen per eliminar la calor de les cèl·lules, reduint la temperatura general de la bateria, alhora que limiten la potència de sortida per evitar un sobreescalfament addicional. Un entorn de control de temperatura estable és crucial per allargar la vida del cicle de la bateria i prevenir accidents de seguretat.

Si comparem un paquet de bateries de liti amb un magatzem i les cèl·lules amb prestatges que emmagatzemen energia elèctrica, aleshores el BMS és el -gestor integral, que actua com a majordom, guardaespatlles, metge i coordinador:

Tant si es tracta de nous vehicles de passatgers d'energia, tricicles elèctrics, bicicletes elèctriques, emmagatzematge d'energia industrial i comercial o dispositius de bateries de liti portàtils, un BMS ben-dissenyat i totalment funcional és un requisit previ bàsic per al funcionament segur i estable dels sistemes de bateries de liti i un component bàsic indispensable en els processos d'investigació, desenvolupament, producció i reciclatge de bateries de liti.

Oferim equips de prova BMS i BMS de bateries de liti. Si us plau, no dubteu a contactar amb nosaltres si teniu cap pregunta.

Acey New Energy està especialitzada en la investigació i la fabricació d'equips-de gamma alta per a bateries d'ions de liti-. Podem oferir una solució única-per a la línia de muntatge de bateries de liti, si sou nou a la indústria de les bateries de ions de liti i voleu construir la vostra pròpia línia de producció de bateries de ions de liti o una línia de muntatge de bateries de ions de liti, podem oferir-vos suport tècnic i orientació professionals, no dubteu a contactar-nos!

Contacta ara