Hvad er et batteristyringssystem (BMS)?

BMS betyder forskellige ting for forskellige mennesker. For nogle er det simpelthen batteriovervågning, der kontrollerer de vigtigste driftsparametre under opladning og afladning, såsom spændinger og strømme og batteriets interne temperatur og omgivelsestemperatur. Overvågningskredsløbene vil normalt levere indgange til beskyttelsesanordninger, der vil generere alarmer eller afbryde batteriet fra belastningen eller opladeren, hvis nogen af parametrene bliver uden for grænserne.

For den kraft- eller anlægsingeniør, der er ansvarlig for standby-magt, er batteriet den sidste forsvarslinje mod strømafbrydelse eller et strømafbrydelse i telekommunikationsnetværk. Sådanne systemer omfatter ikke kun overvågning og beskyttelse af batteriet, men også metoder til at holde det klar til at levere fuld effekt, når det kaldes, og metoder til at forlænge dets levetid. Dette inkluderer alt fra kontrol af opladningsregimet til planlagt vedligeholdelse.

For bilteknikeren er batteristyringssystemet en komponent i et meget mere komplekst hurtigtvirkende energistyringssystem og skal grænseflade med andre ombord-systemer som motorstyring, klimakontrol, kommunikation og sikkerhedssystemer.

Der er således mange sorter af BMS.

Sådan fungerer BMS

Orion Battery Management System (BMS) udfører tre primære funktioner:

1. Det beskytter batteripakken mod overopladning (cellespændinger bliver for høje) eller overafladede (cellespændinger går for lave) og forlænger dermed batteripakkens levetid. Det gør det ved konstant at overvåge hver celle i batteripakken og beregne nøjagtigt, hvor meget strøm der sikkert kan gå ind (kilde, opladning) og komme ud (indlæsning, afladning) af batteripakken uden at beskadige den. Disse beregnede strømgrænser sendes derefter til kilden (typisk en batterioplader) og belastning (motorregulator, effektomformer osv.), Som er ansvarlige for at overholde disse grænser.

2. Den beregner ladetilstanden (mængden af energi, der er tilbage i batteriet) ved at spore, hvor meget energi der kommer ind og ud af batteripakken og ved at overvåge cellespændinger. Denne værdi kan betragtes som en brændstofmåler, der indikerer, hvor meget batteristrøm der er tilbage i pakken.

3. Det overvåger batteriets sundhed og sikkerhed ved konstant at kontrollere for shorts, løse forbindelser, nedbrud i ledningsisolering og svage eller defekte battericeller, der skal udskiftes.

Der er også sekundære funktioner, som BMS udfører:

1. Balancerer alle cellerne i batteripakken ved intelligent blødning af overskydende energi fra celler, der oplades mere end andre. Dette giver den maksimale mængde brugbar energi (kapacitet) fra batteripakken, da pakken kun er så stærk som den svageste celle.

2. Overvåger batteripakkens temperatur og styrer en blæser til at regulere temperaturen på pakken. Derudover overvåger den konstant ventilatorens output for at sikre, at den fungerer korrekt.

3. Giver realtidsinformation og værdier til andre enheder såsom motorkontrollere, opladere, skærme og dataloggere ved hjælp af flere forskellige metoder (CANBUS, analoge udgange og digitale udgange).

4. Gemmer fejlkoder og omfattende diagnostisk information, der kan hjælpe med at løse problemer med batteripakken, hvis der opstår problemer.

BMS er en del af et sikkerhedssystem på flere niveauer med følgende mål og garantier

Egensikker cellekemi

Cell teknisk design revision

Celleleverandør og produktionsrevision

Personalets tekniske kompetence

Processtyring (installeret og fungerer)

Celleniveau (interne) sikkerhedsanordninger

Circuit Interrupt Device (CID) Skærer kredsløb, hvis grænserne for det interne tryk overskrides

Luk separator

Trykudluftning

Eksterne kredsløbsenheder

PTC-modstande (kun applikationer med lav effekt)

Sikringer

Isolering af celle og batteri. Elektrisk og mekanisk adskillelse (kontaktorer og fysisk adskillelse) for at forhindre begivenhedsformering

BMS-software

Overvågning af alle nøgleindikatorer koblet til kontrolhandlinger. (Køling, strømafbrydelse, belastningsstyring)

Kontroller handlinger eller sluk i tilfælde af en tilstand uden for grænserne

BMS-hardware - fejlsikker sikkerhedskopiering

Hardware slukket i tilfælde af softwarefejl. Indstil til lidt højere grænser

Batteriet slukkes, hvis lavspændings BMS-strømforsyning mislykkes

Indeslutning

Robust ydre beholder med kontrolleret udluftning

Fysiske barrierer mellem celler

Konklusioner

BMS er nødvendigt for at måle opladningstilstanden og lithiumbatteriets tilstand på grund af deres opladnings- / afladningsegenskaber og sikkerhedsovervejelser. Det udfører adskillige nøglefunktioner for at sikre, at pakkekapaciteten kan maksimeres, f.eks. Balancering af celler og styring af opladere. Nogle batterivirksomheder synes måske ikke, det er nødvendigt at bygge en bms indeni. Lithium-ion-batteriets BMS-styringssystem er en stærk garanti for sikker brug af batteriet, så batteriet altid er i en sikker og kontrollerbar opladnings- og afladningsproces, hvilket i høj grad forbedrer batteriets cyklustid under faktisk brug.