(1) Сбор данных
Чтобы обеспечить безопасность батареи, система выполняет в режиме реального времени сбор данных о напряжении и температуре на клеммах каждого элемента, токе заряда/разряда, а также общем напряжении аккумуляторной батареи во время процессов зарядки и разрядки. Это предотвращает перезарядку или чрезмерную разрядку. Он включает в себя сбор данных о температуре элемента и температуре силовой цепи. Температура элемента обычно измеряется с помощью проводных термисторов NTC, тогда как в силовых клеммах обычно используются резисторы NTC для поверхностного монтажа.
Чтобы обеспечить безопасность батареи, система выполняет в режиме реального времени сбор данных о напряжении и температуре на клеммах каждого элемента, токе заряда/разряда, а также общем напряжении аккумуляторной батареи во время процессов зарядки и разрядки. Это предотвращает перезарядку или чрезмерную разрядку. Он включает в себя сбор данных о температуре элемента и температуре силовой цепи. Температура элемента обычно измеряется с помощью проводных термисторов NTC, тогда как в силовых клеммах обычно используются резисторы NTC для поверхностного монтажа.
(2) Оценка алгоритма SOX
Сюда входят SOC, SOE и SOP. Точная оценка состояния заряда (SOC) — оставшейся емкости аккумулятора — гарантирует, что SOC останется в разумных пределах. Это предотвращает повреждение от перезарядки или чрезмерной разрядки и позволяет в реальном времени прогнозировать оставшуюся энергию или состояние заряда.
Сюда входят SOC, SOE и SOP. Точная оценка состояния заряда (SOC) — оставшейся емкости аккумулятора — гарантирует, что SOC останется в разумных пределах. Это предотвращает повреждение от перезарядки или чрезмерной разрядки и позволяет в реальном времени прогнозировать оставшуюся энергию или состояние заряда.
- Методы оценки SOC:
- Традиционный: метод интегрирования в ампер-часах, метод напряжения холостого хода (OCV).
- На основе моделей: фильтрация Калмана, алгоритмы фильтрации частиц.
- Нейронные сети: алгоритмы нейронных сетей.
- Алгоритм состояния мощности (SOP): определяет максимальную непрерывную и мгновенную мощность зарядки/разрядки путем поиска таблиц на основе SOC и температуры аккумулятора. Скорость деполяризации клетки определяет частоту использования максимальной мощности. Когда скорость накопления ионов лития на поверхности пленки SEI превышает скорость поглощения анода, происходят падения напряжения, что делает невозможным поддержание максимальной мощности. Таким образом, проблема расчета SOP заключается в переходе между пиковой мощностью и постоянной мощностью.
- Алгоритм состояния здоровья (SOH): определяет два точных значения SOC на основе кривой OCV-SOC, рассчитывает накопленный заряд или разряд (интеграция в ампер-часах) между этими двумя точками SOC для определения емкости аккумулятора, а затем рассчитывает SOH.
(3) Диагностика безопасности
- Защита от перегрузки по току: включает защиту от перегрузки по току зарядки и разрядки. Обычно для функциональной безопасности реализуются два уровня защиты: уровень 1 — программный, уровень 2 — аппаратный.
- Защита от перенапряжения: срабатывает во время зарядки и подразделяется на защиту от перенапряжения уровня 1 и уровня 2.
- Защита от пониженного напряжения: срабатывает во время разрядки и подразделяется на защиту от пониженного напряжения уровня 1 и уровня 2.
- Температурная защита: включает защиту от высоких температур (зарядка/разрядка) и защиту от низких температур (зарядка/разрядка).
- Защита от короткого замыкания: включает ток защиты от короткого замыкания и время защиты от короткого замыкания.
(4) Энергетический менеджмент
Аккумуляторные системы хранения энергии обычно состоят из сотен или даже тысяч ячеек, каждая из которых имеет немного разную емкость и внутреннее сопротивление. По мере увеличения времени работы эти различия растут, поскольку каждая ячейка деградирует с разной скоростью. Если напряжения элементов несбалансированы, аккумуляторная батарея быстро придет в негодность. Балансировка аккумуляторов (выравнивающая зарядка) используется для приведения всех ячеек в аккумуляторе в однородное и стабильное состояние.
Аккумуляторные системы хранения энергии обычно состоят из сотен или даже тысяч ячеек, каждая из которых имеет немного разную емкость и внутреннее сопротивление. По мере увеличения времени работы эти различия растут, поскольку каждая ячейка деградирует с разной скоростью. Если напряжения элементов несбалансированы, аккумуляторная батарея быстро придет в негодность. Балансировка аккумуляторов (выравнивающая зарядка) используется для приведения всех ячеек в аккумуляторе в однородное и стабильное состояние.
(5) Управление информацией
BMS подразделяется на платы чисто аппаратной защиты и платы, сочетающие программное и аппаратное обеспечение.
BMS подразделяется на платы чисто аппаратной защиты и платы, сочетающие программное и аппаратное обеспечение.
- Pure Hardware BMS: работает с фиксированным набором параметров защиты, обеспечивая защиту и восстановление на основе полученных состояний напряжения, тока и температуры без вмешательства MCU.
- Программное и аппаратное обеспечение: MCU обеспечивает сбор информации в реальном времени и внешне взаимодействует через протоколы связи, такие как CAN или RS485, загружая данные в реальном времени с платы защиты BMS.