Hvað stjórnar rafhlöðustjórnunarkerfi (BMS)?

Í nýjum orkutækjum, orkugeymslurafstöðvum og litíum rafhlöðubúnaði byggir örugg, skilvirk og lang-líftími litíum rafhlöðupakka að miklu leyti á BMS (rafhlöðustjórnunarkerfi). Margir vita aðeins að rafhlöður hafa orku og geta geymt orku, en þeir vita ekki að BMS er mikilvægur "heili" rafhlöðunnar. Þessi grein, sem sameinar fimm kjarnaaðgerðir, sundurliðar að fullu helstu þætti rafhlöðustjórnunar sem stjórnað er af BMS.

Allur BMS flísinn virkar í kringum fimm víddir og myndar fullkomna rafhlöðustjórnun lokaða lykkju: skynjun, vernd, jafnvægi, hitastjórnun og samskipti.

1. Skynjun:Rauntímavöktun, skilning á fullkomnu ástandi rafhlöðunnar

BMS er eins og „fimm skynfæri“ rafhlöðunnar, safnar stöðugt þremur kjarnagagnapunktum allan sólarhringinn: spennu, straum og hitastig. Með heildarspennu, einstakri frumuspennu, heildarstraumi hringrásar og gagnasöfnun margra-punkta hitastigs, fangar það nákvæmlega-rekstrarskilyrði hverrar frumu í rauntíma, og gefur gagnagrunninn fyrir allar aðgerðir.

2. Vörn:Fjórfalt-hlíf til að tryggja öryggi rafhlöðunnar. Byggt á gögnum sem safnað er með skynjurum, inniheldur BMS fjögurra-laga öryggisvarnarbúnað til að útiloka hættuna á eldi, bólgnum og bilun rafhlöðunnar: ofhleðsluvörn, of-afhleðsluvörn, ofstraumsvörn og of-hitavörn. Þegar gögnin hafa náð hættulegum þröskuldi er hringrásin samstundis rofin og afl takmarkað.

3. Jafnvægi:Cell samhæfing fyrir samstillta hleðslu og afhleðslu. Lithium-rafhlöðupakkar samanstanda af tugum eða jafnvel hundruðum frumna sem eru tengdir í röð. Mismunur á afkastagetu og spennu frumunnar getur átt sér stað á milli verksmiðjunotkunar og langtímanotkunar og „veikasti hlekkurinn“ dregur verulega úr heildarnothæfri getu pakkans. Jafnvægisaðgerðin sameinar frumuspennu, útilokar spennumun og bætir heildargetu rafhlöðunnar og endingu.

4. Varmastjórnun:Viðhalda besta rekstrarhitastig rafhlöðunnar. Afköst litíum-rafhlöðunnar eru mjög-háð hitastigi: lágt-hitahleðsla leiðir auðveldlega til litíumhúðun og frumuskemmda, en há-hleðsla og afhleðsla hraðar niðurbroti og skapar öryggishættu. BMS, í tengslum við hitastjórnunarkerfið, virkjar hitaeiningar til að forhita rafhlöðuna við lágt hitastig og virkjar viftur og vökvakælipípur til að dreifa hita við háan hita og læsa rafhlöðunni innan ákjósanlegs rekstrarsviðs.

5. Samskipti:Samskipti upp og niður, auðvelda upplýsingaskipti milli ökutækis og notanda.

BMS virkar sem ytri „talsmaður“ rafhlöðunnar. Innbyrðis safnar það gögnum úr hverri hólf í gegnum daisy-keðjutengingu. Að utan hefur það samskipti við VCU ökutækisins og hleðslustöðvar í gegnum CAN-rútuna, samtímis samstillir gögn við skýið og farsímaforrit. Það getur gefið út orku- og rafhlöðustigsmerki til ökutækisins og sýnt eigandanum eftirstandandi drægni og heilsufar rafhlöðunnar.

ACEY-BP24-300A400Abms prófunarvéler prófunarvettvangur með mikilli-nákvæmni sem hannaður er fyrir alhliða virknisannprófun á litíum rafhlöðuverndartöflum og rafhlöðustjórnunarkerfum (BMS).

1. Alhliða safn af hráum rafhlöðugögnum

BMS byggir á fjórum gerðum gagnaöflunarvélbúnaðar til að ná gagnaskyni:

• Heildarspennumæling: Greinir heildarspennu rafhlöðupakkans til að ákvarða heildarorkuforða;
• Spennumæling einstakra fruma: Safnar spennu hverrar einstakrar frumu til að staðsetja gallaðar frumur með óeðlilegri spennu nákvæmlega;
• Heildarstraumsmæling: Fylgir hleðslu- og afhleðslustraumnum til að reikna út magn hleðslu og afhleðslu;
• Fjöl-punkta hitamæling: Setur hitaskynjara á marga staði innan rafhlöðupakkans til að fylgjast með hækkun frumuhita í rauntíma.

Eftir að hrágögnum hefur verið safnað reiknar BMS sjálfkrafa út fjórar kjarnastöðubreytur og umbreytir hrágögnunum í skilvirkar upplýsingar sem notendur og ökutækið geta skilið.

2. Fjórfaldur-verndarskjöldur

Við uppgötvun óeðlilegra gagna virkjar BMS samstundis þrepaskipt vörn til að útiloka hættu á hitauppstreymi við upptök þess:

• Ofhleðsluvörn: Þegar frumuspennan nær efri mörkum meðan á hleðslu stendur (4,25V fyrir hefðbundnar litíumrafhlöður), er hleðslurásin sjálfkrafa aftengd, sem kemur í veg fyrir frekari hleðslu og klefann bunginn og eld.
• Yfir-afhleðsluvörn: Þegar afhleðsluspennan fer niður í neðri mörk (2,8V fyrir hefðbundnar litíumrafhlöður) er úthleðsluúttakið lokað til að koma í veg fyrir varanlegan skaða af völdum djúprar frumueyðingar.
• Yfirstraumsvörn: Þegar hleðslu-/hleðslustraumurinn fer yfir öryggisþröskuldinn er kveikt á örygginu eða háspennurofanum til að aftengjast, sem kemur í veg fyrir að mikill straumur brjóti niður klefann.
• Yfir-hitavörn: Þegar hitastig rafhlöðunnar fer yfir öryggismörkin (venjulega 55 gráður) er úttaksaflið takmarkað eða jafnvel lokað, sem veldur kælingu og hitaleiðni.

Í stuttu máli: Skynjun er augu BMS, vernd er hendur og fætur; aðeins með því að greina hættuna nákvæmlega getur það gripið fljótt til aðgerða til að vernda öryggi rafhlöðunnar.

1. Frumujöfnun: Að sigrast á tunnuáhrifum og hámarka rafhlöðugetu
Þegar margar frumur eru tengdar samhliða eða í röð, verður verulegur spennumunur: meðan á hleðslu stendur er fruman með hæstu spennuna fyrst fullhlaðin, sem neyðir kerfið til að hætta að hlaða, á meðan ekki er hægt að fullhlaða þær frumur sem eftir eru með lægri spennu; meðan á afhleðslu stendur, er fruman með lægstu spennuna afhleðsluð fyrst, sem neyðir kerfið til að slökkva á, á meðan háspennufrumurnar halda enn mikilli hleðslu. Þetta eru tunnuáhrifin, þar sem veikasti hlekkurinn ákvarðar heildarnothæfa afkastagetu rafhlöðupakkans. BMS jafnar út spennumun frumunnar með tveimur jafnvægisaðferðum:

Óvirkt jafnvægi:Treystir á viðnám til að dreifa umframhleðslu frá háspennufrumum sem hita. Þessi aðferð er einföld í uppbyggingu og lág í kostnaði, en orka fer til spillis. Það er aðallega notað í litlum-orkugeymslum og litlum-hraðabúnaði.

Virk jafnvægi:Notar þétta og spólur sem orkubera til að flytja umframhleðslu frá háspennufrumum yfir í lágspennufrumur. Þessi aðferð hefur enga orkusóun og mikla jafnvægisskilvirkni og er mikið notuð í almennum nýjum orkutækjum og hágæða orkugeymslu.

Eftir jafnvægi er frumuspennan í samræmi, sem eykur nothæfa afkastagetu rafhlöðupakkans og lengir endingartíma hennar verulega.

2. Tvöfalt-lag samskiptanet fyrir gagnasamvirkni

BMS samskipti samanstanda af tveimur netum: innri og ytri.

• Innri samskipti (daisy-keðja): Frumaflögur eru tengdir í röð til að safna spennu- og hitastigsgögnum samstillt frá hverri frumu, sem síðan er safnað saman í aðalstýringar-MCU.
• Ytri samskipti (CAN bus + ský): Hefur samskipti við ökutækisstýringu (VCU) og hleðsluhrúgur í gegnum CAN línur; Samtímis er gögnum hlaðið upp á skýjapallinn og farsímaforritið, sem gerir eigendum kleift að athuga rafhlöðustig, drægni, heilsu rafhlöðunnar og bilanaviðvörun hvenær sem er.

Litíum rafhlöður eru afar hita-viðkvæmir orkugeymsluíhlutir: Lágt umhverfishitastig getur valdið útfellingu litíums inni í frumunum meðan á hleðslu stendur og skaðað rafhlöðuna varanlega; samfelld há-aflhleðsla og afhleðsla við háan hita flýtir fyrir niðurbroti raflausna, sem leiðir auðveldlega til hitauppstreymis. BMS (rafhlöðustjórnunarkerfið) virkar í tengslum við allt hitastjórnunarkerfið til að ná tvíátta hitastýringu:

• Lágt-hitastig: Innbyggðir-hitaeiningar eru virkjaðar til að hita rafhlöðupakkann jafnt, sem gerir hleðslu og afhleðslu og afhleðslu með miklum-afli aðeins kleift eftir að hafa náð viðeigandi hitastigi;
• Hár-hitaskilyrði: Kæliviftur og fljótandi kælipípur eru virkjaðar til að fjarlægja hita frá frumunum, lækka heildarhita rafhlöðupakkans, en takmarka úttaksstyrk til að koma í veg fyrir frekari ofhitnun. Stöðugt hitastýringarumhverfi er mikilvægt til að lengja endingu rafhlöðunnar og koma í veg fyrir öryggisslys.

Ef við berum saman litíum rafhlöðupakka við vöruhús og frumurnar við hillur sem geyma raforku, þá er BMS alhliða stjórnandinn, sem starfar sem þjónn, lífvörður, læknir og umsjónarmaður:

Hvort sem það eru ný orkufarþegatæki, rafmagnsþríhjól, rafhjól, orkugeymsla í iðnaði og atvinnuskyni eða færanleg litíum rafhlöðutæki, vel-hannað og fullkomlega virkt BMS er grunnforsenda fyrir öruggum og stöðugum rekstri litíum rafhlöðukerfa og ómissandi kjarnaþáttur í rannsóknum, þróun rafhlöðuvinnslu, framleiðslu og endurvinnslu rafhlöðuiðnaðar.

Við bjóðum upp á litíum rafhlöðu BMS og BMS prófunarbúnað. Vinsamlegast ekki hika við að hafa samband við okkur ef þú hefur einhverjar spurningar.

Acey New Energy sérhæfir sig í rannsóknum og framleiðslu á hágæða-búnaði fyrir litíum-jónarafhlöður. Við getum útvegað eina-lausn fyrir samsetningarlínu fyrir litíum rafhlöður, ef þú ert nýr í litíum rafhlöðuiðnaði og vilt byggja upp þína eigin framleiðslulínu fyrir litíum rafhlöður eða samsetningarlínu fyrir litíum rafhlöður, getum við veitt þér faglega tæknilega aðstoð og leiðbeiningar, vinsamlegast hafðu samband við okkur!

Hafðu samband núna