(1) Veri Toplama
Akü güvenliğini sağlamak için sistem, şarj ve deşarj işlemleri sırasında her bir hücrenin terminal voltajı ve sıcaklığını, şarj/deşarj akımını ve toplam akü paketi voltajını gerçek zamanlı olarak toplar. Bu, aşırı şarjı veya aşırı deşarjı önler. Hücre sıcaklığı ve güç devresi sıcaklığı hakkında veri toplamayı içerir. Hücre sıcaklığı tipik olarak tel tipi NTC termistörleri kullanılarak ölçülürken, güç terminalleri genellikle yüzeye monte NTC dirençleri kullanır.
Akü güvenliğini sağlamak için sistem, şarj ve deşarj işlemleri sırasında her bir hücrenin terminal voltajı ve sıcaklığını, şarj/deşarj akımını ve toplam akü paketi voltajını gerçek zamanlı olarak toplar. Bu, aşırı şarjı veya aşırı deşarjı önler. Hücre sıcaklığı ve güç devresi sıcaklığı hakkında veri toplamayı içerir. Hücre sıcaklığı tipik olarak tel tipi NTC termistörleri kullanılarak ölçülürken, güç terminalleri genellikle yüzeye monte NTC dirençleri kullanır.
(2) SOX Algoritması Tahmini
Buna SOC, SOE ve SOP dahildir. Şarj Durumunun (SOC) (kalan pil kapasitesi) doğru bir şekilde tahmin edilmesi, SOC'nin makul bir aralıkta kalmasını sağlar. Bu, aşırı şarj veya aşırı deşarjdan kaynaklanan hasarları önler ve kalan enerjinin veya şarj durumunun gerçek zamanlı tahmin edilmesine olanak tanır.
Buna SOC, SOE ve SOP dahildir. Şarj Durumunun (SOC) (kalan pil kapasitesi) doğru bir şekilde tahmin edilmesi, SOC'nin makul bir aralıkta kalmasını sağlar. Bu, aşırı şarj veya aşırı deşarjdan kaynaklanan hasarları önler ve kalan enerjinin veya şarj durumunun gerçek zamanlı tahmin edilmesine olanak tanır.
- SOC Tahmin Yöntemleri:
- Geleneksel: Amper-saat entegrasyon yöntemi, Açık Devre Gerilimi (OCV) yöntemi.
- Model bazlı: Kalman filtreleme, Parçacık filtreleme algoritmaları.
- Sinir Ağları: Sinir ağı algoritmaları.
- Güç Durumu (SOP) Algoritması: Pilin SOC ve sıcaklığına göre tablolara bakarak maksimum sürekli ve anlık şarj/deşarj gücünü belirler. Hücrenin depolarizasyon hızı, maksimum güç kullanımının sıklığını belirler. Li-iyonların SEI film yüzeyinde birikme hızı anodun soğurma hızını aştığında voltaj düşüşleri meydana gelir ve maksimum gücün sürdürülmesi imkansız hale gelir. Bu nedenle SOP hesaplamasındaki zorluk, tepe güç ile sürekli güç arasındaki geçişte yatmaktadır.
- Sağlık Durumu (SOH) Algoritması: OCV-SOC eğrisini temel alarak iki doğru SOC değerini belirler, pil kapasitesini belirlemek için bu iki SOC noktası arasındaki birikmiş şarj veya deşarjı (Amper-saat entegrasyonu) hesaplar ve ardından SOH'yi hesaplar.
(3) Güvenlik Teşhisi
- Aşırı Akım Koruması: Şarj ve deşarj aşırı akım korumasını içerir. İşlevsel güvenlik için genel olarak iki koruma düzeyi uygulanır: Düzey 1 yazılım tabanlıdır ve Düzey 2 donanım tabanlıdır.
- Aşırı Gerilim Koruması: Şarj sırasında meydana gelir, Seviye 1 ve Seviye 2 aşırı gerilim korumasına ayrılır.
- Düşük Gerilim Koruması: Deşarj sırasında meydana gelir, Seviye 1 ve Seviye 2 düşük gerilim korumasına ayrılır.
- Sıcaklık Koruması: Yüksek sıcaklık korumasını (şarj/deşarj) ve düşük sıcaklık korumasını (şarj/deşarj) içerir.
- Kısa Devre Koruması: Kısa devre koruma akımını ve kısa devre koruma süresini içerir.
(4) Enerji Yönetimi
Pil enerji depolama sistemleri tipik olarak her biri biraz farklı kapasitelere ve iç dirençlere sahip yüzlerce hatta binlerce hücreden oluşur. Çalışma süresi arttıkça, her hücre farklı bir hızda bozulduğundan bu farklılıklar da artar. Hücre voltajları dengesizse pil takımı hızla kullanılamaz duruma gelecektir. Pil dengeleme (dengeleme şarjı), paketteki tüm hücreleri tekdüze ve tutarlı bir duruma getirmek için kullanılır.
Pil enerji depolama sistemleri tipik olarak her biri biraz farklı kapasitelere ve iç dirençlere sahip yüzlerce hatta binlerce hücreden oluşur. Çalışma süresi arttıkça, her hücre farklı bir hızda bozulduğundan bu farklılıklar da artar. Hücre voltajları dengesizse pil takımı hızla kullanılamaz duruma gelecektir. Pil dengeleme (dengeleme şarjı), paketteki tüm hücreleri tekdüze ve tutarlı bir duruma getirmek için kullanılır.
(5) Bilgi Yönetimi
BMS, tamamen donanım tabanlı koruma kartları ve yazılımı donanımla birleştiren koruma kartları olarak kategorize edilir.
BMS, tamamen donanım tabanlı koruma kartları ve yazılımı donanımla birleştiren koruma kartları olarak kategorize edilir.
- Saf Donanım BMS: Sabit bir dizi koruma parametresiyle çalışır ve MCU müdahalesi olmadan edinilen voltaj, akım ve sıcaklık durumlarına göre koruma ve kurtarma sağlar.
- Yazılım + Donanım: MCU, gerçek zamanlı bilgi edinimi sağlar ve CAN veya RS485 gibi iletişim protokolleri aracılığıyla harici olarak etkileşime girerek BMS koruma panosundan gerçek zamanlı verileri yükler.