Yeni Enerji Araçları İçin BMS'nin Temel Yapısı ve Çalışma Prensibi

Pil Yönetim Sisteminin (BMS) kesin bir tanımı yoktur. Bunu şu şekilde anlayabiliriz: Pil yönetim sistemi, güç pil paketini güvenli bir şekilde izlemek ve etkili bir şekilde yönetmek, güç kaynağı sisteminin normal çalışmasını sürdürmek ve pil ömrünü uzatmak için kullanılan bir cihazdır. Genellikle pil bakıcısı veya pil yöneticisi olarak bilinir. Pilin çalışma durumunu (pil voltajı, akımı ve sıcaklığı) izleyebilir, pil kapasitesini (SOC) ve karşılık gelen kalan sürüş menzilini tahmin edebilir ve aşırı deşarjı, aşırı şarjı, aşırı ısınmayı ve tek tek hücreler arasındaki ciddi voltaj dengesizliğini önlemek için pili yöneterek pil depolama kapasitesinin kullanımını ve döngü ömrünü en üst düzeye çıkarabilir.

Sınıflandırma:

Pil yönetim sistemleri yapılarına göre dağıtık sistemler, merkezi sistemler ve entegre sistemler olarak sınıflandırılabilir.

1. Dağıtık Sistem

Çekirdek Tanımı:

Modüler BMS olarak da bilinen dağıtılmış bir BMS, "merkezi olmayan işlevler ve merkezi yönetim" ile karakterize edilir. Akü veri toplama ve bazı işleme fonksiyonlarını akü modülü veya akü paketi içindeki birden fazla bağımsız yardımcı kontrol ünitesine dağıtırken, ana kontrol ünitesi gelişmiş algoritmalardan ve araç iletişiminden sorumludur.

Mesleki Özellikler Analizi:

Avantajları:

• Yüksek ölçeklenebilirlik ve modülerlik: Yardımcı kontrol ünitelerinin eklenmesi veya çıkarılmasıyla, farklı güç ve voltaj seviyelerine sahip platformlara kolayca uyum sağlayabilir ve platform-tabanlı tasarımı kolaylaştırır.
• Basit kablolama ve yüksek güvenilirlik: Her modülün örnekleme donanımı son derece kısa ve derli toplu olduğundan, uzun-mesafeli analog sinyal iletiminden kaynaklanan parazit riskini azaltır ve ölçüm doğruluğunu ve sistemin elektromanyetik uyumluluğunu artırır.
• Yüksek güvenlik: Yüksek-voltaj örnekleme noktaları dağınık olduğundan, düşük-voltajlı sistemlere yüksek-voltajın sızma riski azalır. Ana kontrol ünitesi yüksek-voltaj alanından uzağa yerleştirilebilir.

Dezavantajları:

• Yüksek sistem karmaşıklığı: İki donanım biriminin (ana ve bağımlı) ve karmaşık iletişim protokollerinin geliştirilmesini ve yönetilmesini gerektirir.
• Nispeten yüksek maliyet: Birden fazla bağımlı kontrol ünitesinin toplam donanım maliyeti daha yüksek olabilir.
• Tipik Uygulamalar: Elektrikli araçlar,-büyük ölçekli enerji depolama sistemleri, robotlar ve yüksek modülerlik, ölçeklenebilirlik, güvenlik ve doğruluk gerektiren diğer senaryolar.

2. Merkezi Sistem

Çekirdek Tanımı:

Merkezileştirilmiş BMS, "entegre edinim, merkezi işleme" mimarisini benimser. Tüm işlevler tek bir merkezi denetleyiciye entegre edilmiştir ve tüm akü hücresi voltajı ve sıcaklık sinyalleri, uzun kablo demetleri aracılığıyla doğrudan merkezi denetleyicideki toplama bağlantı noktalarına bağlanır.

Mesleki Özellikler Analizi:

Avantajları:

• Basit yapı, düşük maliyet: Tek denetleyici, ana{0}}bağımlı iletişim protokolü yok, nispeten basit yazılım geliştirme ve küçük-kapasiteli sistemlerde en düşük genel maliyet.
• Doğrudan veri işleme: Tüm veriler tek bir çipte işlenerek, düğümler arası senkronizasyon ve iletim gecikmelerine olan ihtiyaç ortadan kaldırılır.

Dezavantajları:

• Zayıf ölçeklenebilirlik: Denetleyicinin G/Ç bağlantı noktaları sabittir, bu da farklı sayıda pil içeren sistemlere uyum sağlamayı zorlaştırır.
• Yüksek güvenilirlik riski: Uzun-mesafeli örnekleme donanımları parazite karşı hassastır ve bu da ölçüm doğruluğunun azalmasına neden olur; çok sayıda ve uzun kablo demeti, yüksek konnektör arıza oranına neden olur.
• Esnek olmayan düzen: Merkezi kontrol birimi akü grubuna yakın olmalıdır ve kablo demeti düzeni sabit olmalıdır, bu da genel araç düzenine elverişli değildir.
• Güvenlik tehlikeleri: Tüm yüksek-voltaj örnekleme noktaları tek bir yerde yoğunlaşmıştır ve tüm sistemin arızalanmasına yol açacak tek-nokta arıza riski oluşturur.

Tipik Uygulamalar: Düşük-hızlı elektrikli araçlar, elektrikli aletler, küçük-kapasiteli enerji depolama dolapları ve son derece katı maliyet ve alan gereksinimleri olan tüketici elektroniği.

3. Entegre Sistem

Çekirdek Tanımı:

Entegre BMS, "donanım ve yazılım entegrasyonu, yüksek düzeyde entegrasyon"u bünyesinde barındıran, elektrikli ve mekanik bileşenlerin derin entegrasyonunun ürünüdür. BMS'nin temel donanım işlevlerini (AFE, MCU gibi) doğrudan pil takımının kontrol ve koruma panosuna entegre eder ve hatta bazen pil takımı içindeki diğer bileşenlerle (yüksek-voltaj bağlantı kesme cihazları, akım sensörleri gibi) fiziksel olarak entegre olur.

Mesleki Özellikler Analizi:

Avantajları:

• Küçük boyut, son derece yüksek alan kullanımı: Alanın kısıtlı olduğu-uygulamalar için çok uygundur.
• Maliyet ve tedarik zinciri optimizasyonu: Muhafaza ve konektör gibi malzemeleri azaltarak üretim ve montajı basitleştirir.
• Güçlü performans hedefleme: Belirli pil paketleri için optimize edilmiş tasarım, optimum performansa ulaşıyor.

Dezavantajları:

• Neredeyse hiç ölçeklenebilirlik yok: Pil paketiyle derinlemesine entegre olduğundan, diğer özelliklere sahip pil sistemleri için kullanılamaz.
• Zor bakım ve değiştirme: Arıza durumunda, genellikle kontrol panosunun tamamının, hatta akü paketi modülünün tamamının değiştirilmesi gerekir.
• Isı dağıtımı ve izolasyon zorlukları: Yüksek-yoğunluk entegrasyonu, ısı dağıtımı tasarımında zorluklara ve yüksek ve alçak gerilim devre izolasyon tasarımına yönelik daha yüksek gereksinimleri beraberinde getirir.

Tipik uygulamalar arasında şunlar yer alır: tüketici elektroniği, elektrikli iki{0}}tekerlekli araçlar, kompakt ev tipi enerji depolama ürünleri ve maksimum alan kullanımına öncelik veren bazı PHEV/HEV araçları için pil paketleri.

Akü yönetim sistemi temel olarak şu parçalardan oluşur: merkezi işlem birimi (ana kontrol modülü veya ECU olarak da bilinir), veri toplama birimi (toplama modülü BMU), dengeleme ünitesi, görüntüleme ünitesi, kontrol bileşenleri (röleler, sigortalar) ve tespit bileşenleri (kaçak tespiti, akım sensörleri, sıcaklık sensörleri vb.).

Merkezi işlem birimi bir ana kontrol panosu ve bir yüksek-voltaj kontrol devresinden oluşur; veri toplama ünitesi bir sıcaklık toplama modülü ve bir voltaj toplama modülünden oluşur. Çoğu uygulamada dengeleme modülü ve algılama modülü birbirine entegre edilmiştir; Görüntü birimi bir ekran kartı, bir LCD ekran, bir klavye ve bir ana bilgisayardan oluşur. CAN fieldbus teknolojisi genellikle bu bileşenler arasında ve aracın çoklu-enerji sistemi ile bilgi iletişimini gerçekleştirmek için kullanılır.

Yeni bir enerji aracı üreticisinin lityum{0}}iyon pilinin pil yönetim sisteminde, sistem bir ana-bağımlı yapıyı benimser. Bir BMS ana kontrol modülü 256'ya kadar toplama modülünü kontrol edebilir ve her bir toplama modülü 16'ya kadar voltaj kanalını ve 8'e kadar sıcaklık kanalını toplayabilir ve işleyebilir. Pilin şarj ve deşarj durumunu, veri işlemeyi, SOC tahminini, sürüş menzili tahminini, şarj ve deşarj kontrolünü ve diğer işlevleri gerçek-zamanlı olarak izleyebilir.

BMS'nin temel çalışma prensibi basitçe şu şekilde özetlenebilir: Veri toplama devresi batarya durum bilgisini topladıktan sonra, elektronik kontrol ünitesi verileri işleyip analiz eder ve ardından analiz sonuçlarına göre sistem içindeki ilgili fonksiyonel modüllere kontrol komutları vererek bilgileri dış dünyaya iletir.

ACEY-BP24-300A400Abms test cihazı makinesi, yüksek derecede otomasyon, hızlı test hızı ve yüksek test doğruluğu. Aşırı şarj koruması, aşırı şarj kurtarma, aşırı deşarj koruması, aşırı deşarj kurtarma, aşırı akım koruması (aşırı şarj akımı ve aşırı deşarj akımı), dahili direnç, öz- tüketim, kısa devre koruması, aşırı şarj koruma süresi, aşırı akım koruma süresi, aşırı deşarj koruması Zaman, denge akımı, denge voltajı vb. test fonksiyonu ile.

Pillerin otomotiv güç sistemlerinde kullanımı karmaşık bir süreçtir. Piller güvenliği, güç yoğunluğunu ve enerji yoğunluğunu iyileştirmeli ve kendi kendine-deşarj oranını ve maliyetini azaltmalıdır. Ayrıca, pil tutarlılığı, piller arası bağlantılar, sızıntı koruması ve yüksek-voltaj güvenliği, havalandırma ve ısı dağıtımı, pil paketinin su geçirmezliği ve toz geçirmezliği ve sistemin bakımının yapılabilirliği gibi araçlarda kullanımlarıyla ilgili pek çok özel konunun dikkate alınması gerekir. Ancak bu sorunların çözülmesiyle güç pillerinin elektrikli araçlarda yaygın olarak kullanılması mümkün olabilir.

Acey Akıllıenerji depolama sistemlerinde (ESS), insansız hava araçlarında (UAV'ler), elektrikli bisikletlerde, elektrikli scooterlarda, elektrikli aletlerde, iki ve üç tekerlekli araçlarda ve ilgili uygulamalarda kullanılan lityum iyon pil paketlerine ayrılmış yarı otomatik ve tam otomatik montaj hatları için entegre çözümler sunma konusunda uzmanlaşmıştır. Buna ek olarak, hücre sınıflandırma makineleri, akü sınıflandırma makineleri, Yalıtım Kağıdı Yapıştırma Makinesi, CCD test cihazı, manuel/otomatik akü nokta kaynak makineleri, BMS test cihazları, kapsamlı akü test cihazı ve akü paketi test sistemleri de dahil olmak üzere eksiksiz bir akü paketi montaj ekipmanı yelpazesi sağlıyoruz.

Şimdi iletişime geçin