(1) Adquisición de datos
Para garantizar la seguridad de la batería, el sistema realiza una adquisición en tiempo real del voltaje terminal y la temperatura de cada celda, la corriente de carga/descarga y el voltaje total del paquete de baterías durante los procesos de carga y descarga. Esto evita la sobrecarga o la descarga excesiva. Implica recopilar datos sobre la temperatura de la celda y la temperatura del circuito de potencia. La temperatura de la celda generalmente se mide usando termistores NTC de tipo cable, mientras que los terminales de alimentación generalmente usan resistencias NTC de montaje en superficie.
Para garantizar la seguridad de la batería, el sistema realiza una adquisición en tiempo real del voltaje terminal y la temperatura de cada celda, la corriente de carga/descarga y el voltaje total del paquete de baterías durante los procesos de carga y descarga. Esto evita la sobrecarga o la descarga excesiva. Implica recopilar datos sobre la temperatura de la celda y la temperatura del circuito de potencia. La temperatura de la celda generalmente se mide usando termistores NTC de tipo cable, mientras que los terminales de alimentación generalmente usan resistencias NTC de montaje en superficie.
(2) Estimación del algoritmo SOX
Esto incluye SOC, SOE y SOP. Estimar con precisión el estado de carga (SOC), la capacidad restante de la batería, garantiza que el SOC se mantenga dentro de un rango razonable. Esto evita daños por sobrecarga o sobredescarga y permite la predicción en tiempo real de la energía restante o el estado de carga.
Esto incluye SOC, SOE y SOP. Estimar con precisión el estado de carga (SOC), la capacidad restante de la batería, garantiza que el SOC se mantenga dentro de un rango razonable. Esto evita daños por sobrecarga o sobredescarga y permite la predicción en tiempo real de la energía restante o el estado de carga.
- Métodos de estimación del COS:
- Tradicional: método de integración de amperios-hora, método de voltaje de circuito abierto (OCV).
- Basado en modelos: filtrado de Kalman, algoritmos de filtrado de partículas.
- Redes Neuronales: Algoritmos de redes neuronales.
- Algoritmo de estado de energía (SOP): determina la potencia máxima de carga/descarga continua e instantánea consultando tablas basadas en el SOC y la temperatura de la batería. La velocidad de despolarización de la célula dicta la frecuencia de uso máximo de energía. Cuando la velocidad de acumulación de iones de litio en la superficie de la película SEI excede la velocidad de absorción del ánodo, se producen caídas de voltaje, lo que hace imposible mantener la potencia máxima. Por lo tanto, el desafío en el cálculo del SOP radica en la transición entre la potencia máxima y la potencia continua.
- Algoritmo de estado de salud (SOH): determina dos valores de SOC precisos en función de la curva OCV-SOC, calcula la carga o descarga acumulada (integración de amperios-hora) entre estos dos puntos de SOC para derivar la capacidad de la batería y posteriormente calcula el SOH.
(3) Diagnóstico de seguridad
- Protección contra sobrecorriente: Incluye protección contra sobrecorriente de carga y descarga. Generalmente, se implementan dos niveles de protección para la seguridad funcional: el nivel 1 está basado en software y el nivel 2 está basado en hardware.
- Protección contra sobretensión: Ocurre durante la carga, dividida en protección contra sobretensión de Nivel 1 y Nivel 2.
- Protección contra subtensión: Ocurre durante la descarga, dividida en protección contra subtensión de Nivel 1 y Nivel 2.
- Protección de temperatura: Incluye protección de alta temperatura (carga/descarga) y protección de baja temperatura (carga/descarga).
- Protección contra cortocircuitos: Incluye la corriente de protección contra cortocircuitos y el tiempo de protección contra cortocircuitos.
(4) Gestión de la energía
Los sistemas de almacenamiento de energía en baterías suelen constar de cientos o incluso miles de celdas, cada una con capacidades y resistencias internas ligeramente diferentes. A medida que aumenta el tiempo de funcionamiento, estas diferencias aumentan a medida que cada célula se degrada a un ritmo diferente. Si los voltajes de las celdas están desequilibrados, la batería rápidamente alcanzará un estado de inutilizabilidad. El equilibrio de la batería (carga de ecualización) se utiliza para llevar todas las celdas del paquete a un estado uniforme y consistente.
Los sistemas de almacenamiento de energía en baterías suelen constar de cientos o incluso miles de celdas, cada una con capacidades y resistencias internas ligeramente diferentes. A medida que aumenta el tiempo de funcionamiento, estas diferencias aumentan a medida que cada célula se degrada a un ritmo diferente. Si los voltajes de las celdas están desequilibrados, la batería rápidamente alcanzará un estado de inutilizabilidad. El equilibrio de la batería (carga de ecualización) se utiliza para llevar todas las celdas del paquete a un estado uniforme y consistente.
(5) Gestión de la información
BMS se clasifica en placas de protección basadas puramente en hardware y aquellas que combinan software con hardware.
BMS se clasifica en placas de protección basadas puramente en hardware y aquellas que combinan software con hardware.
- Pure Hardware BMS: funciona con un conjunto fijo de parámetros de protección, brindando protección y recuperación en función de los estados adquiridos de voltaje, corriente y temperatura sin intervención de MCU.
- Software + Hardware: La MCU permite la adquisición de información en tiempo real e interactúa externamente a través de protocolos de comunicación como CAN o RS485, cargando datos en tiempo real desde la placa de protección BMS.