Cấu trúc cơ bản và nguyên lý làm việc của BMS cho phương tiện năng lượng mới

Không có định nghĩa nghiêm ngặt về Hệ thống quản lý pin (BMS). Chúng ta có thể hiểu như sau: Hệ thống quản lý ắc quy là một thiết bị dùng để giám sát và quản lý hiệu quả bộ ắc quy nguồn một cách an toàn, duy trì hoạt động bình thường của hệ thống cấp điện và kéo dài tuổi thọ ắc quy. Nó thường được gọi là bảo mẫu pin hoặc quản lý pin. Nó có thể giám sát trạng thái hoạt động của pin (điện áp, dòng điện và nhiệt độ của pin), dự đoán dung lượng pin (SOC) và phạm vi lái xe còn lại tương ứng, đồng thời quản lý pin để tránh xả quá mức, sạc quá mức, quá nhiệt và mất cân bằng điện áp nghiêm trọng giữa từng ô riêng lẻ, tối đa hóa việc sử dụng dung lượng lưu trữ và tuổi thọ của chu kỳ pin.

Phân loại:

Hệ thống quản lý pin có thể được phân loại thành hệ thống phân tán, hệ thống tập trung và hệ thống tích hợp dựa trên cấu trúc của chúng.

1. Hệ thống phân tán

Định nghĩa cốt lõi:

BMS phân tán, còn được gọi là BMS mô-đun, được đặc trưng bởi "chức năng phi tập trung và quản lý tập trung". Nó phân phối việc thu thập dữ liệu pin và một số chức năng xử lý cho nhiều bộ điều khiển phụ độc lập trong mô-đun pin hoặc bộ pin, trong khi bộ điều khiển chính chịu trách nhiệm về các thuật toán nâng cao và giao tiếp với xe.

Phân tích đặc điểm nghề nghiệp:

Thuận lợi:

• Khả năng mở rộng và mô-đun hóa cao: Bằng cách thêm hoặc xóa các bộ điều khiển phụ, nó có thể dễ dàng thích ứng với các nền tảng có mức công suất và điện áp khác nhau, tạo điều kiện thuận lợi cho thiết kế dựa trên nền tảng.
• Đi dây đơn giản và độ tin cậy cao: Bộ dây lấy mẫu của mỗi mô-đun cực kỳ ngắn và gọn gàng, giúp giảm nguy cơ nhiễu do truyền tín hiệu analog ở khoảng cách- xa và cải thiện độ chính xác của phép đo cũng như khả năng tương thích điện từ của hệ thống.
• Độ an toàn cao: Các điểm lấy mẫu điện áp cao-được phân tán, giảm nguy cơ điện áp cao-xâm nhập vào hệ thống-điện áp thấp. Bộ điều khiển chính có thể được đặt cách xa khu vực-điện áp cao.

Nhược điểm:

• Độ phức tạp hệ thống cao: Yêu cầu phát triển và quản lý hai đơn vị phần cứng (chính và phụ) và các giao thức truyền thông phức tạp.
• Chi phí tương đối cao: Tổng chi phí phần cứng của nhiều bộ điều khiển phụ có thể cao hơn.
• Ứng dụng điển hình: Xe điện, hệ thống lưu trữ năng lượng-quy mô lớn, robot và các tình huống khác đòi hỏi tính mô-đun, khả năng mở rộng, an toàn và độ chính xác cao.

2. Hệ thống tập trung

Định nghĩa cốt lõi:

BMS tập trung áp dụng kiến ​​trúc "thu thập tích hợp, xử lý tập trung". Tất cả các chức năng được tích hợp vào một bộ điều khiển trung tâm duy nhất và tất cả tín hiệu nhiệt độ và điện áp pin được kết nối trực tiếp với các cổng thu thập trên bộ điều khiển trung tâm thông qua dây nối dài.

Phân tích đặc điểm nghề nghiệp:

Thuận lợi:

• Cấu trúc đơn giản, chi phí thấp: Bộ điều khiển đơn, không có giao thức truyền thông phụ-chính, việc phát triển phần mềm tương đối đơn giản và tổng chi phí thấp nhất trong các hệ thống có công suất-nhỏ.
• Xử lý dữ liệu trực tiếp: Tất cả dữ liệu được xử lý trong một chip duy nhất, loại bỏ nhu cầu đồng bộ hóa nhiều nút và độ trễ truyền.

Nhược điểm:

• Khả năng mở rộng kém: Các cổng I/O của bộ điều khiển bị cố định, gây khó khăn cho việc thích ứng với các hệ thống có số lượng pin khác nhau.
• Rủi ro về độ tin cậy cao: Dây lấy mẫu ở khoảng cách xa-dễ bị nhiễu, dẫn đến độ chính xác của phép đo bị giảm; số lượng dây nịt dài và nhiều dẫn đến tỷ lệ hỏng đầu nối cao.
• Bố trí không linh hoạt: Bộ điều khiển trung tâm phải gần với bộ pin và cách bố trí dây điện cố định, không có lợi cho việc bố trí tổng thể của xe.
• Mối nguy hiểm về an toàn: Tất cả các điểm lấy mẫu điện áp cao- đều tập trung ở một nơi, có nguy cơ xảy ra lỗi-một điểm dẫn đến hỏng toàn bộ hệ thống.

Ứng dụng điển hình: Xe điện tốc độ thấp, dụng cụ điện, tủ lưu trữ năng lượng có công suất nhỏ và thiết bị điện tử tiêu dùng có yêu cầu cực kỳ nghiêm ngặt về chi phí và không gian.

3. Hệ thống tích hợp

Định nghĩa cốt lõi:

BMS tích hợp là sản phẩm của sự tích hợp sâu các thành phần điện và cơ khí, thể hiện "tích hợp phần cứng và phần mềm, mức độ tích hợp cao". Nó tích hợp trực tiếp các chức năng phần cứng cốt lõi của BMS (chẳng hạn như AFE, MCU) vào bảng điều khiển và bảo vệ của bộ pin, thậm chí đôi khi còn tích hợp vật lý với các thành phần khác trong bộ pin (chẳng hạn như thiết bị ngắt kết nối điện áp cao, cảm biến dòng điện).

Phân tích đặc điểm nghề nghiệp:

Thuận lợi:

• Kích thước nhỏ, mức sử dụng không gian cực cao: Rất phù hợp cho các ứng dụng{0}}hạn chế về không gian.
• Tối ưu hóa chi phí và chuỗi cung ứng: Giảm vật liệu như vỏ và đầu nối, đơn giản hóa quá trình sản xuất và lắp ráp.
• Nhắm mục tiêu hiệu suất mạnh mẽ: Thiết kế được tối ưu hóa cho các bộ pin cụ thể, đạt được hiệu suất tối ưu.

Nhược điểm:

• Hầu như không có khả năng mở rộng: Được tích hợp sâu với bộ pin nên không thể sử dụng cho các hệ thống pin có thông số kỹ thuật khác.
• Khó bảo trì và thay thế: Trong trường hợp hỏng hóc, thường phải thay thế toàn bộ bảng điều khiển hoặc thậm chí toàn bộ mô-đun bộ pin.
• Những thách thức về tản nhiệt và cách ly: Việc tích hợp mật độ- cao mang đến những thách thức trong thiết kế tản nhiệt và yêu cầu cao hơn đối với thiết kế cách ly mạch điện áp cao và điện áp thấp.

Các ứng dụng điển hình bao gồm: thiết bị điện tử tiêu dùng, xe hai bánh chạy điện,{0}}sản phẩm lưu trữ năng lượng nhỏ gọn trong gia đình và bộ pin cho một số phương tiện PHEV/HEV ưu tiên sử dụng không gian tối đa.

Hệ thống quản lý pin chủ yếu bao gồm các bộ phận sau: bộ xử lý trung tâm (còn gọi là mô-đun điều khiển chính hoặc ECU), bộ thu thập dữ liệu (mô-đun thu thập BMU), bộ cân bằng, bộ hiển thị, bộ phận điều khiển (rơle, cầu chì) và các bộ phận phát hiện (phát hiện rò rỉ, cảm biến dòng điện, cảm biến nhiệt độ, v.v.).

Bộ xử lý trung tâm bao gồm bảng điều khiển chính và mạch điều khiển điện áp cao-; bộ phận thu thập dữ liệu bao gồm mô-đun thu thập nhiệt độ và mô-đun thu thập điện áp. Trong hầu hết các ứng dụng, mô-đun cân bằng và mô-đun phát hiện được tích hợp với nhau; bộ phận hiển thị bao gồm bảng hiển thị, màn hình LCD, bàn phím và máy tính chủ. Công nghệ CAN fieldbus thường được sử dụng để thực hiện giao tiếp thông tin giữa các bộ phận này và với hệ thống đa năng lượng của xe.

Trong hệ thống quản lý pin của pin lithium{0}}ion của nhà sản xuất xe sử dụng năng lượng mới, hệ thống này áp dụng cấu trúc-nô lệ chính. Một mô-đun điều khiển chính BMS có thể điều khiển tối đa 256 mô-đun thu thập và mỗi mô-đun thu thập có thể thu thập và xử lý tối đa 16 kênh điện áp và 8 kênh nhiệt độ. Nó có thể thực hiện-giám sát theo thời gian thực về trạng thái sạc và xả pin, xử lý dữ liệu, ước tính SOC, ước tính quãng đường lái xe, kiểm soát sạc và xả cũng như các chức năng khác.

Nguyên lý hoạt động chính của BMS có thể được tóm tắt đơn giản như sau: Sau khi mạch thu thập dữ liệu thu thập thông tin trạng thái pin, bộ điều khiển điện tử sẽ xử lý và phân tích dữ liệu, sau đó đưa ra lệnh điều khiển đến các mô-đun chức năng liên quan trong hệ thống dựa trên kết quả phân tích và truyền thông tin ra thế giới bên ngoài.

ACEY-BP24-300A400Amáy kiểm tra bms, mức độ tự động hóa cao, tốc độ thử nghiệm nhanh và độ chính xác thử nghiệm cao. Với chức năng kiểm tra bảo vệ quá tải, phục hồi quá tải, bảo vệ quá tải, phục hồi quá tải, bảo vệ quá dòng (dòng quá tải và dòng xả quá mức), điện trở trong, tự -tiêu thụ, bảo vệ ngắn mạch, thời gian bảo vệ quá tải, thời gian bảo vệ quá dòng, thời gian bảo vệ quá dòng, dòng điện cân bằng, điện áp cân bằng, v.v.

Việc sử dụng pin trong hệ thống điện ô tô là một quá trình phức tạp. Pin phải cải thiện độ an toàn, mật độ năng lượng và mật độ năng lượng, đồng thời giảm-tốc độ tự xả và chi phí. Ngoài ra, cần phải xem xét nhiều vấn đề đặc biệt liên quan đến việc sử dụng chúng trên ô tô, chẳng hạn như tính nhất quán của pin, kết nối giữa các{{3} pin, chống rò rỉ và an toàn-điện áp cao, thông gió và tản nhiệt, khả năng chống nước và chống bụi của bộ pin cũng như khả năng bảo trì hệ thống. Chỉ bằng cách giải quyết những vấn đề này, pin mới có thể được sử dụng rộng rãi trong xe điện.

Acey thông minhchuyên cung cấp các giải pháp tích hợp cho dây chuyền lắp ráp bán tự động và hoàn toàn tự động dành riêng cho bộ pin lithium-ion dùng trong hệ thống lưu trữ năng lượng (ESS), máy bay không người lái (UAV), xe đạp điện, xe máy điện, dụng cụ điện, xe hai và ba bánh cũng như các ứng dụng liên quan. Ngoài ra, chúng tôi còn cung cấp đầy đủ các thiết bị lắp ráp bộ pin, bao gồm máy phân loại pin, máy phân loại pin, Máy dán giấy cách điện, máy kiểm tra CCD, máy hàn điểm pin thủ công/tự động, máy kiểm tra BMS, máy kiểm tra toàn diện pin và hệ thống kiểm tra bộ pin.

Liên hệ ngay