System zarządzania bateriami (BMS) Analiza trendów w branży

Globalny rynek systemów zarządzania bateriami

Definicja i podstawowe funkcje systemu zarządzania bateriami (BMS)

System zarządzania akumulatorami (BMS) to system elektroniczny służący do monitorowania i zarządzania wydajnością akumulatorów, którego głównym celem jest zapewnienie bezpiecznej pracy akumulatorów,przedłużyć ich żywotność i zwiększyć efektywność wykorzystania energii.

Monitorowanie stanu baterii

Zbieranie w czasie rzeczywistym parametrów baterii, takich jak napięcie, prąd, temperatura itp., w celu oceny stanu stanu (SOC) i pozostałej żywotności (SOH) baterii.

Kontrola ładowania i rozładowania

Dokładnie kontrolować proces ładowania i rozładowywania w zależności od stanu baterii i zapotrzebowania zewnętrznego, aby uniknąć przeładowania lub przeładowania i wydłużyć żywotność baterii.

Wyważone zarządzanie

Równoważenie różnicy napięcia między ogniwami akumulatora w sposób aktywny lub pasywny, aby zapobiec przeładowaniu lub rozładowaniu poszczególnych ogniw akumulatora.

Zarządzanie cieplne

Monitoruje temperaturę baterii i utrzymuje odpowiednią temperaturę pracy poprzez rozpraszanie ciepła lub środki grzewcze w celu zapewnienia stabilnej wydajności baterii.

Ochrona bezpieczeństwa

Ustawienie wielu mechanizmów ochrony (takich jak ochrona przed prądem, napięciem i zwarciem) w celu podjęcia w odpowiednim czasie środków zapobiegających uszkodzeniu baterii w nieprawidłowych warunkach.

Rejestracja danych i komunikacja

Zapisywanie danych historycznych dotyczących pracy baterii i wymiana danych z innymi systemami za pośrednictwem interfejsu komunikacyjnego w celu realizacji zdalnego monitorowania i zarządzania.

Trendy w branży systemów zarządzania bateriami w latach 2023-2024

Głęboka integracja sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego

• Systemy zarządzania bateriami (BMS) realizują przewidywalną konserwację i adaptacyjną kontrolę za pomocą technologii sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego.Algorytmy oparte na głębokim uczeniu mogą dokładniej przewidzieć stan stanu (SOH) i pozostałą pojemność (SOC) baterii, a niektórzy producenci samochodów uruchomili systemy zarządzania ruchem z możliwościami samouczenia się, które mogą dynamicznie dostosowywać strategie zarządzania w oparciu o nawyki jazdy i warunki środowiskowe.
• Sztuczna inteligencja może również zoptymalizować strategie ładowania i rozładowania, aby wydłużyć żywotność baterii o ponad 20%.BMS będzie wspierać inteligentną diagnozę i podejmowanie decyzji przez cały cykl życia baterii.

Przełomowe zastosowanie technologii BMS bezprzewodowej

• Technologie komunikacji bezprzewodowej (np. Zigbee, Bluetooth) stopniowo zastępują tradycyjne podłączacze, zmniejszając złożoność systemu i zwiększając elastyczność.Wprowadzenie bezprzewodowego systemu BMS przez Wuling Automobile zmniejszyło liczbę pasów monitorujących o 90%, a także znacząco obniżył wskaźnik awarii dzięki bezprzewodowemu monitorowaniu stanu ogniw baterii w czasie rzeczywistym.
• Ponadto bezprzewodowy system BMS obsługuje zdalne monitorowanie i aktualizacje OTA, nadaje się do rozproszonych systemów magazynowania energii,i może być zintegrowany z platformą chmurową w celu osiągnięcia globalnej optymalizacji danych baterii.

Wielowymiarowe innowacje w technologii zarządzania cieplnym

W związku z ryzykiem ucieczki cieplnej w bateriach o wysokiej gęstości energii technologia zarządzania cieplnym BMS ewoluowała w kierunku aktywnego wielowymiarowego rozpraszania ciepła.Typowe przypadki obejmują::

• Kombinacja materiałów do zmiany fazy i chłodzenia płynem: np.Płytka chłodząca płyn + program rozpraszania ciepła materiału zmiany fazy opracowany przez Ningde Times może kontrolować różnicę temperatury baterii w zakresie ±2 °C.
• Bioniczna konstrukcja: sieć rozpraszania ciepła w 3D z pączkami Wuling zwiększa przepływ płynu chłodzącego i wspiera stabilizację temperatury przy ciągłym szybkim ładowaniu.
• Technologia oddzielenia ciepła i energii: przekształca ciepło odpadowe z ładowania w energię grzewczą kabiny w celu optymalizacji degradacji zakresu zimy.

Popularność architektury modułowej i rozproszonej

• Modułowe topologie, takie jak rozwiązanie MC33771 firmy NXP, są najszybciej rozwijającymi się architekturami BMS ze względu na ich wysoką moc obliczeniową, bezpieczeństwo i brak złożonych przewodów.Architektury rozproszone, z drugiej strony, zwiększają szybkość reakcji poprzez zlokalizowane jednostki sterujące i są szczególnie odpowiednie do dużych systemów magazynowania energii i akumulatorów pojazdów użytkowych.
• Na przykład Ningde Times wykorzystuje rozproszony system BMS do izolacji usterek w milisekundach w swoich projektach magazynowania energii.

Integracja międzysystemów i interakcja między pojazdem a siecią (V2G)

• BMS jest głęboko zintegrowany z układami napędowymi pojazdów i systemami zarządzania energią w celu utworzenia kompleksowej platformy zarządzania energią.BMS Tesli jest połączony z sterownikiem pojazdu (VCU), aby wstępnie ustawić moc wyjściową baterii na podstawie danych nawigacyjnych.
• Tymczasem technologia Vehicle-to-Grid (V2G) umożliwia dwukierunkową wymianę energii w sieci za pośrednictwem BMS,Na przykład stacja wymiany energii w Azera, która dostarcza nadmierną moc z powrotem do sieci, aby poprawić stabilność sieci..

Wyzwanie techniczne

• Dostosowalność akumulatorów stałych: istniejące systemy BMS mają trudności z dostosowaniem się do nowych charakterystyk akumulatorów stałych.
• Kompatybilność z różnymi substancjami chemicznymi: różne materiały akumulatorów wymagają zróżnicowanych strategii zarządzania.
• Bezpieczeństwo sieci: zapobieganie manipulowaniu danymi BMS i złośliwym atakom