Hva klarer et batteristyringssystem (BMS)?

I nye energikjøretøyer, energilagringskraftverk og litiumbatteriutstyr er sikker, effektiv og{0}}lang levetid for litiumbatteripakker avhengig av et BMS (Battery Management System). Mange vet bare at batterier har strøm og kan lagre energi, men de er ikke klar over at BMS er den avgjørende "hjernen" til batteriet. Denne artikkelen, som kombinerer fem kjernefunksjoner, bryter fullstendig ned nøkkelaspektene ved batteriadministrasjon administrert av BMS.

Hele BMS-brikken fungerer rundt fem dimensjoner, og danner en komplett lukket sløyfe for batteristyring: sensing, beskyttelse, balansering, termisk styring og kommunikasjon.

1. Sensing:Sanntidsovervåking-, forstå batteriets fullstendige tilstand

BMS er som de "fem sansene" til batteriet, og samler kontinuerlig inn tre kjernedatapunkter 24/7: spenning, strøm og temperatur. Gjennom totalspenning, individuell cellespenning, total kretsstrøm og fler-punkts temperaturdatainnsamling, fanger den nøyaktig opp-driftsforholdene i sanntid for hver celle, og gir datagrunnlaget for alle funksjoner.

2. Beskyttelse:Fire-foldet skjold for å ivareta batterisikkerhet. Basert på data som er samlet inn av sensorer, har BMS en fire-sikkerhetsmekanisme for å eliminere risikoen for batteribrann, buling og feil: overladingsbeskyttelse, over-utladningsbeskyttelse, overstrømsbeskyttelse og over-temperaturbeskyttelse. Når dataene når en farlig terskel, blir kretsen umiddelbart kuttet og strømmen begrenset.

3. Balansering:Cellekoordinering for synkronisert lading og utlading. Litium-ion-batteripakker består av dusinvis eller til og med hundrevis av celler koblet i serie. Forskjeller i cellekapasitet og spenning kan forekomme mellom fabrikkbruk og langtidsbruk, og den "svakeste lenken"-effekten reduserer den totale brukbare kapasiteten til pakken betydelig. Balanseringsfunksjonen forener cellespenning, eliminerer spenningsforskjeller og forbedrer den totale batterikapasiteten og levetiden.

4. Termisk styring:Opprettholde optimal batteridriftstemperatur. Lithium-ion-batteriytelsen er svært temperatur-avhengig: lav-temperaturlading fører lett til litiumbelegg og celleskade, mens høy-temperaturlading og utlading akselererer nedbrytning og utgjør en sikkerhetsrisiko. BMS, i forbindelse med det termiske styringssystemet, aktiverer varmeelementer for å forvarme batteriet ved lave temperaturer og aktiverer vifter og væskekjølerør for å spre varme ved høye temperaturer, og låser batteriet innenfor dets optimale driftsområde.

5. Kommunikasjon:Kommunikasjon oppover og nedover, forenkler informasjonsutveksling mellom kjøretøyet og brukeren.

BMS fungerer som batteriets eksterne "talsperson". Internt samler den inn data fra hver celle via en kjedeforbindelse-. Eksternt samhandler den med kjøretøyets VCU og ladestasjoner via CAN-bussen, og synkroniserer samtidig data til skyen og en mobilapp. Den kan sende strøm- og batterinivåsignaler til kjøretøyet og vise gjenværende rekkevidde og batterihelsestatus til eieren.

ACEY-BP24-300A400Abms tester maskiner en høy-presisjonstestplattform designet for omfattende funksjonell verifisering av litiumbatteribeskyttelsestavler og batteristyringssystemer (BMS).

1. Omfattende samling av rå batteridata

BMS er avhengig av fire typer datainnsamlingsmaskinvare for å oppnå dataføling:

• Total spenningsmåling: Registrerer den totale spenningen til batteripakken for å bestemme den totale energireserven;
• Individuell cellespenningsmåling: Samler inn spenningen til hver enkelt celle for å nøyaktig lokalisere defekte celler med unormal spenning;
• Totalstrømmåling: Overvåker lade- og utladningskretsstrømmen for å beregne mengden av ladning og utladning;
• Fler-punkts temperaturmåling: Utplasserer temperatursonder på flere steder i batteripakken for å overvåke celletemperaturøkningen i sanntid.

Etter å ha samlet inn rådata, beregner BMS automatisk fire kjernetilstandsparametere, og transformerer rådataene til effektiv informasjon som brukere og kjøretøyet kan forstå.

2. Fire-beskyttelsesskjold

Ved å oppdage unormale data, aktiverer BMS umiddelbart lagdelt beskyttelse for å eliminere risikoen for termisk løping ved kilden:

• Overladingsbeskyttelse: Når cellespenningen når sin øvre grense under lading (4,25V for konvensjonelle litiumbatterier), kobles ladekretsen automatisk fra, og forhindrer ytterligere lading og cellebuling og brann.
• Beskyttelse mot over-utladning: Når utladningsspenningen synker til den nedre grensen (2,8V for konvensjonelle litiumbatterier), kuttes utladingsutgangen for å forhindre permanent skade på grunn av uttømming av dype celler.
• Overstrømsbeskyttelse: Når lade-/utladningsstrømmen overstiger sikkerhetsterskelen, utløses sikringen eller høyspenningsbryteren for å koble fra, og forhindrer høy strøm i å bryte ned cellen.
• Over-temperaturbeskyttelse: Når batteritemperaturen overskrider sikkerhetsgrensen (vanligvis 55 grader ), er utgangseffekten begrenset eller til og med slått av, noe som starter avkjøling og varmespredning.

Kort sagt: Sensing er BMS sine øyne, beskyttelse er dens hender og føtter; bare ved nøyaktig å identifisere fare kan den raskt iverksette tiltak for å beskytte batterisikkerheten.

1. Cellebalansering: Overvinne tønneeffekten og maksimere batterikapasiteten
Når flere celler er koblet parallelt eller i serie, oppstår det en betydelig spenningsforskjell: under lading blir cellen med høyest spenning først fulladet, noe som tvinger systemet til å slutte å lade, mens de gjenværende cellene med lavere-spenning ikke kan lades fullt; under utlading utlades cellen med den laveste spenningen først, noe som tvinger systemet til å slå seg av, mens høyspentcellene fortsatt beholder en stor mengde ladning. Dette er tønneeffekten, der den svakeste leddcellen bestemmer den totale brukbare kapasiteten til batteripakken. BMS jevner ut cellespenningsforskjellen gjennom to balanseringsmetoder:

Passiv balansering:Stoler på motstander for å spre overflødig ladning fra høyspentceller som varme. Denne metoden er enkel i struktur og lav kostnad, men energi er bortkastet. Det brukes mest i lav-energilagring og lav-hastighetsutstyr.

Aktiv balansering:Bruker kondensatorer og induktorer som energibærere for å overføre overflødig ladning fra høyspentceller til lavspentceller. Denne metoden har ingen energisløsing og høy balanseringseffektivitet, og er mye brukt i vanlige nye energikjøretøyer og høy-energilagring.

Etter balansering er cellespenningene konsistente, noe som øker den brukbare kapasiteten til batteripakken og forlenger levetiden betydelig.

2. Tolags-kommunikasjonsnettverk for datakompatibilitet

BMS-kommunikasjon består av to nettverk: internt og eksternt.

• Intern kommunikasjon (daisy-kjede): Celleinnsamlingsbrikker er koblet i serie for synkront å samle spennings- og temperaturdata fra hver celle, som deretter aggregeres til hovedkontroll-MCU.
• Ekstern kommunikasjon (CAN-buss + sky): Samhandler med kjøretøykontrolleren (VCU) og ladebunker via CAN-linjer; samtidig lastes data opp til skyplattformen og mobilappen, slik at eiere kan sjekke batterinivå, rekkevidde, batterihelse og feilalarmer når som helst.

Litiumbatterier er ekstremt temperaturfølsomme-energilagringskomponenter: Lave omgivelsestemperaturer kan forårsake litiumavsetning inne i cellene under lading, og permanent skade batterikapasiteten. kontinuerlig høy-lading og utlading ved høye temperaturer akselererer elektrolyttnedbrytning, noe som lett fører til termisk løp. BMS (Battery Management System) fungerer sammen med hele det termiske styringssystemet for å oppnå toveis temperaturkontroll:

• Lave-temperaturforhold: Innebygde- varmeelementer aktiveres for å varme opp batteripakken jevnt, og tillater lading og utlading med høy- kraft først etter at den har nådd en passende temperatur;
• Høye-temperaturforhold: Kjølevifter og væskekjølerør aktiveres for å fjerne varme fra cellene, redusere den totale temperaturen på batteripakken, samtidig som utgangseffekten begrenses for å forhindre ytterligere overoppheting. Et stabilt temperaturkontrollmiljø er avgjørende for å forlenge batteriets levetid og forhindre sikkerhetsulykker.

Hvis vi sammenligner en litiumbatteripakke med et lager, og cellene til hyller som lagrer elektrisk energi, er BMS den allsidige-lederen, som fungerer som butler, livvakt, lege og koordinator:

Enten det er nye energipassasjerkjøretøyer, elektriske trehjulssykler, elektriske sykler, industriell og kommersiell energilagring eller bærbare litiumbatterienheter, er et godt-utformet og fullt funksjonelt BMS en kjerneforutsetning for sikker og stabil drift av litiumbatterisystemer, og en uunnværlig kjernekomponent i forskning, utvikling, produksjon og resirkulering av batterier.

Vi leverer litiumbatteri BMS og BMS testutstyr. Ta gjerne kontakt med oss ​​hvis du har spørsmål.

Acey New Energy har spesialisert seg på forskning og produksjon av høy-utstyr for litium-ion-batterier. Vi kan tilby en-løsning for litiumbatteripakker. Hvis du er ny i litiumionbatteriindustrien, og ønsker å bygge din egen produksjonslinje for litiumionbatteri eller litiumionbatteripakke, kan vi gi deg profesjonell teknisk støtte og veiledning, vennligst kontakt oss!

Ta kontakt nå