Jak dopasować baterię do BMS?
Dopasowanie akumulatora do systemu zarządzania akumulatorami (BMS) wymaga kompleksowego uwzględnienia wielu parametrów technicznych,wymagania funkcjonalne i scenariusze zastosowań w celu zapewnienia bezpieczeństwa, niezawodność i wydajność systemu.
1. Potwierdź, że napięcie i prąd specyfikacje baterii i BMS są dopasowane
- Zrównanie napięcia:
- Upewnij się, że całkowite napięcie akumulatora znajduje się w zakresie znamionowego napięcia roboczego BMS.napięcie zestawu baterii dla systemu magazynowania energii lub pojazdu elektrycznego musi odpowiadać zakresowi napięcia obsługiwanemu przez BMS (e.g., 12V, 24V, 48V lub wyższe).
- W przypadku zestawów akumulatorów podłączonych seryjnie system BMS musi wspierać monitorowanie napięcia poszczególnych akumulatorów (np. poszczególny zakres napięcia akumulatorów litowo-jonowych wynosi zazwyczaj 2,5 V do 4,2 V).
- Aktualna dopasowanie:
- Obecna zdolność wykrywania BMS musi pokrywać maksymalny prąd ładowania/wyładowania akumulatora, aby zapewnić dokładne monitorowanie i sterowanie procesem ładowania/wyładowania.
2Zapewnienie zgodności protokołu komunikacyjnego
- Zgodność protokołu:
- wymagane są kompatybilne protokoły komunikacji (np. CAN, SPI, RS-485 lub Bluetooth) między BMS a systemem zarządzania baterią (np. BMS i falownikiem, ładowarką lub innym sterownikiem).
- w przypadku zastosowania urządzenia pochodzącego z innej strony (np. PCS z inwerterem magazynowania energii), konieczne jest potwierdzenie zgodności jego protokołu komunikacyjnego z protokołem wyjściowym BMS,w przeciwnym razie może być wymagany konwerter protokołu lub dostosowany rozwój.
- Interakcja danych:
- zapewnienie, aby system BMS mógł w czasie rzeczywistym przesyłać dane o stanie baterii (np. napięcie, prąd, temperatura, SOC/SOH) do innych systemów i otrzymywać polecenia sterowania (np. polecenia ładowania/wyładowania).
3. Dopasowanie funkcji ochronnych
- Ochrona przed przeładowaniem/przeładowaniem:
- progi ochrony przed nad napięciem i pod napięciem BMS muszą być dopasowane do właściwości chemicznych akumulatora (np.ochrona przed nad napięciem dla baterii litowo-jonowych jest zazwyczaj ustawiona na 4.2V/jednostka i pod napięciem 2,5V/jednostka).
- Ochrona przed prądem i zwarciem:
- BMS musi obsługiwać maksymalny ciągły prąd akumulatora i posiada funkcję odcięcia prądu nadprężnego w celu zapobiegania uszkodzeniom spowodowanym zwarciem lub dużym prądem.
- Koordynacja zarządzania cieplnym:
- Jeśli zestaw baterii jest wyposażony w system chłodzenia, BMS musi być połączony z czujnikami temperatury i pochłaniaczami ciepła, aby zapewnić, że temperatura znajduje się w bezpiecznym zakresie.
4Wyważone dopasowanie technologii.
Wybierz odpowiednią metodę wyrównania w zależności od pojemności i struktury połączeń równoległych w serii zestawu akumulatorów:
- Pasywne wyrównanie:
- Stosowne scenariusze: akumulatory o małej pojemności i niskiej liczbie serii (np. urządzenia elektroniczne użytkownika).
- cechy: wyrównanie przez opór zużycia energii, prosta struktura, ale niska wydajność.
- Aktywne wyrównanie:
- Scenariusze stosowane: akumulatory o dużej pojemności i dużej liczbie strun (np. pojazdy elektryczne lub systemy magazynowania energii).
- cechy: wyrównanie poprzez transfer energii, wysoka wydajność, ale wysoki koszt (np. dwukierunkowe rozwiązanie układu chipowego DC-DC Collette).
5. Zastosowanie środowiska instalacyjnego i interfejsu fizycznego
- Połączenie elektryczne:
- należycie przewodować zgodnie z wymaganiami projektowania sprzętu BMS w celu zapewnienia niezawodności i niskiej impedancji obwodów wysokonapięciowych (patrz uziemienie i złącze
- Używać przewodów przeciwstarzenia i odpornych na wysoką temperaturę, aby uniknąć złego kontaktu lub wysokiego wzrostu temperatury.
- Dostosowanie do temperatury i wilgotności:
- wybierz odpowiedni model w zależności od zakresu działania BMS w środowisku (np. BMS magazynowania energii musi być dostosowany do sprayu soli na zewnątrz i wysokich/niskich temperatur,podczas gdy EV BMS musi być zgodny z pokładowymi normami środowiskowymi).
6. Badania i walidacja
- Badanie funkcjonalne:
- sprawdzać, czy dokładność uzyskiwania napięcia, prądu i temperatury przez BMS spełnia normy (np. wymóg dokładności SOE dla BMS magazynowania energii, błąd SOC ≤ 3% dla EV BMS).
- symulowanie ekstremalnych warunków pracy (np. szybkie ładowanie i rozładowywanie, nadciśnienie, zwarcie) w celu sprawdzenia szybkości reakcji zabezpieczającej BMS.
- badanie HIL (hardware-in-the-loop):
- sprawdzenie zdolności BMS do pracy z akumulatorem, ładunkami i wyposażeniem ładowania za pomocą narzędzi symulacyjnych
7. Wybór scenariusza dostosowania
- System magazynowania energii:
- musi obsługiwać długotrwałe cykle ładowania i rozładowania, mieć wysoką precyzję szacowania SOE (energii pozostałowej) i dostosowywać się do środowisk zewnętrznych (np. rozpylania soli, wysokich i niskich temperatur).
- Zwróć uwagę na normę GB/T 34131-2023 i zwracaj uwagę na monitorowanie odporności izolacyjnej i kompatybilność wieloprotokołów.
- BMS pojazdów elektrycznych:
- Koncentruj się na bezpieczeństwie w czasie rzeczywistym, lekkim i wysokonapięciowym (np. szybka komunikacja i ochrona z niskim opóźnieniem zgodnie z GB/T 38661-2020).
- W celu uproszczenia podłączenia przewodów może być wymagane bezprzewodowe BMS (np. rozwiązanie Tesli).
8. Weryfikacja zgodności zewnętrznej
- Sprzęgło z inwerterem (PCS):
- Upewnij się, że protokół komunikacji, zakres napięcia/prądu oraz logika ochrony BMS i inwertera magazynowania energii są spójne
- Dostosowanie algorytmu oprogramowania:
- Jeśli wymagane są określone algorytmy, należy potwierdzić, że oprogramowanie BMS obsługuje lub może być dostosowane.
Często zadawane pytania i odpowiedzi
- Problem 1: słabe wyrównanie BMS:
- Sprawdź, czy metoda wyrównania pasuje do charakterystyki zestawu baterii (np. baterie dużej pojemności muszą być aktywnie wyrównane).
- Problem 2: Przerwanie komunikacji:
- Potwierdź, czy wersja protokołu, częstotliwość przesyłania i osłona sygnału spełniają wymagania.
- Problem 3: Ochrona fałszywy wyzwalacz:
- Kalibruj próg czujnika, albo sprawdź okablowanie na słaby kontakt.
Podsumowanie.
Zastosowanie baterii i BMS musi być kompleksowo rozważane z wielu wymiarów, takich jak parametry elektryczne, protokoły komunikacyjne, logika ochrony, adaptacyjność środowiskowa,i weryfikacji badańW przypadku złożonych systemów (np. magazynowania energii lub pojazdów elektrycznych) zaleca się stosowanie norm przemysłowych (np. GB/T) oraz przeprowadzenie rygorystycznych badań HIL w celu zapewnienia bezpieczeństwa i niezawodności systemu.W przypadku stosowania nieoryginalnego BMS, należy zwrócić szczególną uwagę na zgodność protokołu i certyfikację ze strony strony trzeciej.