(1) Aquisição de Dados
Para garantir a segurança da bateria, o sistema realiza a aquisição em tempo real da tensão terminal e da temperatura de cada célula, da corrente de carga/descarga e da tensão total da bateria durante os processos de carga e descarga. Isso evita sobrecarga ou descarga excessiva. Envolve a coleta de dados sobre a temperatura da célula e a temperatura do circuito de potência. A temperatura da célula é normalmente medida usando termistores NTC do tipo fio, enquanto os terminais de energia geralmente usam resistores NTC de montagem em superfície.
Para garantir a segurança da bateria, o sistema realiza a aquisição em tempo real da tensão terminal e da temperatura de cada célula, da corrente de carga/descarga e da tensão total da bateria durante os processos de carga e descarga. Isso evita sobrecarga ou descarga excessiva. Envolve a coleta de dados sobre a temperatura da célula e a temperatura do circuito de potência. A temperatura da célula é normalmente medida usando termistores NTC do tipo fio, enquanto os terminais de energia geralmente usam resistores NTC de montagem em superfície.
(2) Estimativa do Algoritmo SOX
Isso inclui SOC, SOE e SOP. A estimativa precisa do estado de carga (SOC) – a capacidade restante da bateria – garante que o SOC permaneça dentro de uma faixa razoável. Isto evita danos causados por sobrecarga ou descarga excessiva e permite a previsão em tempo real da energia restante ou do estado da carga.
Isso inclui SOC, SOE e SOP. A estimativa precisa do estado de carga (SOC) – a capacidade restante da bateria – garante que o SOC permaneça dentro de uma faixa razoável. Isto evita danos causados por sobrecarga ou descarga excessiva e permite a previsão em tempo real da energia restante ou do estado da carga.
- Métodos de estimativa SOC:
- Tradicional: método de integração Ampere-hora, método de Tensão de Circuito Aberto (OCV).
- Baseado em modelo: filtragem de Kalman, algoritmos de filtragem de partículas.
- Redes Neurais: Algoritmos de redes neurais.
- Algoritmo de estado de energia (SOP): determina a potência máxima de carga/descarga contínua e instantânea consultando tabelas com base no SOC e na temperatura da bateria. A velocidade de despolarização da célula determina a frequência de uso máximo de energia. Quando a velocidade de acumulação de íons de lítio na superfície do filme SEI excede a velocidade de absorção do ânodo, ocorrem quedas de tensão, impossibilitando a sustentação da potência máxima. Portanto, o desafio no cálculo do SOP reside na transição entre a potência de pico e a potência contínua.
- Algoritmo de estado de saúde (SOH): determina dois valores SOC precisos com base na curva OCV-SOC, calcula a carga ou descarga acumulada (integração ampere-hora) entre esses dois pontos SOC para derivar a capacidade da bateria e, posteriormente, calcula o SOH.
(3) Diagnóstico de Segurança
- Proteção contra sobrecorrente: Inclui proteção contra sobrecorrente de carga e descarga. Geralmente, dois níveis de proteção são implementados para segurança funcional: o nível 1 é baseado em software e o nível 2 é baseado em hardware.
- Proteção contra sobretensão: Ocorre durante o carregamento, dividida em proteção contra sobretensão de Nível 1 e Nível 2.
- Proteção de Subtensão: Ocorre durante a descarga, dividida em proteção de subtensão Nível 1 e Nível 2.
- Proteção de temperatura: Inclui proteção de alta temperatura (carga/descarga) e proteção de baixa temperatura (carga/descarga).
- Proteção contra curto-circuito: Inclui corrente de proteção contra curto-circuito e tempo de proteção contra curto-circuito.
(4) Gestão de Energia
Os sistemas de armazenamento de energia da bateria normalmente consistem em centenas ou até milhares de células, cada uma com capacidades e resistências internas ligeiramente diferentes. À medida que o tempo de operação aumenta, estas diferenças aumentam à medida que cada célula se degrada a uma taxa diferente. Se as tensões das células estiverem desequilibradas, a bateria atingirá rapidamente um estado de inutilização. O balanceamento da bateria (carregamento de equalização) é usado para colocar todas as células do pacote em um estado uniforme e consistente.
Os sistemas de armazenamento de energia da bateria normalmente consistem em centenas ou até milhares de células, cada uma com capacidades e resistências internas ligeiramente diferentes. À medida que o tempo de operação aumenta, estas diferenças aumentam à medida que cada célula se degrada a uma taxa diferente. Se as tensões das células estiverem desequilibradas, a bateria atingirá rapidamente um estado de inutilização. O balanceamento da bateria (carregamento de equalização) é usado para colocar todas as células do pacote em um estado uniforme e consistente.
(5) Gestão de Informação
O BMS é classificado em placas de proteção puramente baseadas em hardware e naquelas que combinam software com hardware.
O BMS é classificado em placas de proteção puramente baseadas em hardware e naquelas que combinam software com hardware.
- Pure Hardware BMS: Opera com um conjunto fixo de parâmetros de proteção, fornecendo proteção e recuperação com base nos estados adquiridos de tensão, corrente e temperatura sem intervenção do MCU.
- Software + Hardware: O MCU permite a aquisição de informações em tempo real e interage externamente através de protocolos de comunicação como CAN ou RS485, carregando dados em tempo real da placa de proteção BMS.