Hvad administrerer et batteristyringssystem (BMS)?

I nye energikøretøjer, energilagringskraftværker og lithiumbatteriudstyr er den sikre, effektive og{0}}lange levetid for lithiumbatteripakker stærkt afhængig af et BMS (Battery Management System). Mange mennesker ved kun, at batterier har strøm og kan lagre energi, men de er uvidende om, at BMS er batteriets afgørende "hjerne". Denne artikel, der kombinerer fem kernefunktioner, nedbryder fuldt ud de vigtigste aspekter af batteristyring, der administreres af BMS.

Hele BMS-chippen arbejder omkring fem dimensioner og danner en komplet batteristyring lukket sløjfe: sansning, beskyttelse, balancering, termisk styring og kommunikation.

1. Registrering:Overvågning i realtid,-forståelse af batteriets fulde tilstand

BMS'et er som batteriets "fem sanser" og indsamler kontinuerligt tre kernedatapunkter 24/7: spænding, strøm og temperatur. Gennem samlet spænding, individuel cellespænding, samlet kredsløbsstrøm og multi-punkts temperaturdataindsamling fanger den nøjagtigt-tidsdriftsforholdene for hver celle, hvilket giver datagrundlaget for alle funktioner.

2. Beskyttelse:Fire-foldet skjold for at beskytte batterisikkerheden. Baseret på data indsamlet af sensorer inkorporerer BMS en fire--lags sikkerhedsbeskyttelsesmekanisme for at eliminere risikoen for batteribrand, buler og fejl: overopladningsbeskyttelse, over-afladningsbeskyttelse, overstrømsbeskyttelse og over-temperaturbeskyttelse. Når dataene når en farlig tærskel, afbrydes kredsløbet øjeblikkeligt, og strømmen er begrænset.

3. Afbalancering:Cellekoordinering til synkroniseret op- og afladning. Lithium-ion-batteripakker består af snesevis eller endda hundredvis af celler forbundet i serie. Forskelle i cellekapacitet og spænding kan forekomme mellem fabriksbrug og langtidsbrug, og den "svageste led"-effekt reducerer pakkens samlede brugbare kapacitet betydeligt. Balanceringsfunktionen forener cellespændingen, eliminerer spændingsforskelle og forbedrer den samlede batterikapacitet og levetid.

4. Termisk styring:Opretholdelse af optimal batteridriftstemperatur. Lithium-ionbatteriets ydeevne er meget temperatur-afhængig: lav-temperaturopladning fører let til lithiumbelægning og celleskader, mens høj-temperaturopladning og -afladning accelererer nedbrydning og udgør en sikkerhedsrisiko. BMS aktiverer i forbindelse med det termiske styringssystem varmeelementer for at forvarme batteriet ved lave temperaturer og aktiverer blæsere og væskekølerør for at aflede varme ved høje temperaturer, hvilket låser batteriet inden for dets optimale driftsområde.

5. Kommunikation:Kommunikation opad og nedad, hvilket letter informationsudveksling mellem køretøjet og brugeren.

BMS'en fungerer som batteriets eksterne "talsmand". Internt indsamler den data fra hver celle via en daisy-kædeforbindelse. Eksternt interagerer den med køretøjets VCU og ladestationer via CAN-bussen og synkroniserer samtidig data til skyen og en mobilapp. Den kan udsende strøm- og batteriniveausignaler til køretøjet og vise resterende rækkevidde og batteristatus til ejeren.

ACEY-BP24-300A400Abms tester maskineer en høj-præcisionstestplatform designet til omfattende funktionel verifikation af lithiumbatteribeskyttelsestavler og batteristyringssystemer (BMS).

1. Omfattende indsamling af rå batteridata

BMS er afhængig af fire typer dataopsamlingshardware for at opnå dataregistrering:

• Måling af total spænding: Registrerer den overordnede spænding af batteripakken for at bestemme den samlede energireserve;
• Individuel cellespændingsmåling: Samler spændingen af ​​hver enkelt celle for nøjagtigt at lokalisere defekte celler med unormal spænding;
• Totalstrømmåling: Overvåger opladnings- og afladningskredsløbsstrømmen for at beregne mængden af ​​opladning og afladning;
• Multi-punkts temperaturmåling: Udsender temperatursonder på flere steder i batteripakken for at overvåge celletemperaturstigningen i realtid.

Efter at have indsamlet rådata, beregner BMS automatisk fire kernetilstandsparametre, der transformerer rådataene til effektiv information, som brugere og køretøjet kan forstå.

2. Fire-beskyttelsesskjold

Ved detektering af unormale data aktiverer BMS øjeblikkeligt niveaudelt beskyttelse for at eliminere risikoen for termisk løbsk ved kilden:

• Overopladningsbeskyttelse: Når cellespændingen når sin øvre grænse under opladning (4,25V for konventionelle lithiumbatterier), afbrydes ladekredsløbet automatisk, hvilket forhindrer yderligere opladning og celleudbulning og brand.
• Over-afladningsbeskyttelse: Når afladningsspændingen falder til dens nedre grænse (2,8V for konventionelle lithiumbatterier), afbrydes afladningsudgangen for at forhindre permanent skade fra dyb celleudtømning.
• Overstrømsbeskyttelse: Når opladnings-/afladningsstrømmen overstiger sikkerhedstærsklen, udløses sikringen eller højspændingskontakten for at afbryde, hvilket forhindrer høj strøm i at nedbryde cellen.
• Over-temperaturbeskyttelse: Når batteritemperaturen overstiger sikkerhedsgrænsen (typisk 55 grader), er udgangseffekten begrænset eller endda lukket ned, hvilket starter afkøling og varmeafledning.

Kort sagt: Sansning er BMS'ens øjne, beskyttelse er dens hænder og fødder; kun ved nøjagtigt at identificere faren kan den hurtigt gribe ind for at beskytte batterisikkerheden.

1. Cellebalancering: Overvindelse af tøndeeffekten og maksimering af batterikapaciteten
Når flere celler er forbundet parallelt eller i serie, opstår der en betydelig spændingsforskel: under opladning bliver cellen med den højeste spænding først fuldt opladet, hvilket tvinger systemet til at stoppe opladningen, mens de resterende celler med lavere-spænding ikke kan lades fuldt op; under afladning aflades cellen med den laveste spænding først, hvilket tvinger systemet til at lukke ned, mens højspændingscellerne stadig bevarer en stor mængde ladning. Dette er tøndeeffekten, hvor den svageste ledcelle bestemmer batteripakkens samlede brugbare kapacitet. BMS udjævner cellespændingsforskellen gennem to afbalanceringsmetoder:

Passiv balancering:Er afhængig af modstande til at sprede overskydende ladning fra højspændingsceller- som varme. Denne metode er enkel i struktur og lav i omkostninger, men energi er spildt. Det bruges mest i lav-energilagring og lav-hastighedsudstyr.

Aktiv balancering:Bruger kondensatorer og induktorer som energibærere til at overføre overskydende ladning fra høj-celler til lav-spændingsceller. Denne metode har intet energispild og høj balanceringseffektivitet og er meget udbredt i almindelige nye energikøretøjer og high-energilagring.

Efter afbalancering er cellespændingerne konsistente, hvilket øger batteripakkens brugbare kapacitet og forlænger dens levetid betydeligt.

2. Dobbelt-kommunikationsnetværk for datainteroperabilitet

BMS kommunikation består af to netværk: internt og eksternt.

• Intern kommunikation (daisy-kæde): Celleopsamlingschips er forbundet i serie for synkront at indsamle spændings- og temperaturdata fra hver celle, som derefter aggregeres til hovedkontrol-MCU'en.
• Ekstern kommunikation (CAN bus + cloud): Interagerer med køretøjscontrolleren (VCU) og ladebunker via CAN-linjer; Samtidig uploades data til cloud-platformen og mobilappen, hvilket giver ejerne mulighed for at tjekke batteriniveau, rækkevidde, batteritilstand og fejlalarmer til enhver tid.

Lithiumbatterier er ekstremt temperaturfølsomme-energilagringskomponenter: Lave omgivelsestemperaturer kan forårsage lithiumaflejring inde i cellerne under opladning, hvilket permanent ødelægger batterikapaciteten. kontinuerlig høj-opladning og afladning ved høje temperaturer accelererer elektrolytnedbrydning, hvilket let fører til termisk løb. BMS (Battery Management System) arbejder sammen med hele det termiske styringssystem for at opnå tovejs temperaturkontrol:

• Lave-temperaturforhold: Indbyggede-varmeelementer aktiveres for jævnt at opvarme batteripakken, hvilket kun tillader høj-opladning og afladning efter at have nået en passende temperatur;
• Høje-temperaturforhold: Køleventilatorer og væskekølerør aktiveres for at fjerne varme fra cellerne, hvilket reducerer batteripakkens samlede temperatur, samtidig med at udgangseffekten begrænses for at forhindre yderligere overophedning. Et stabilt temperaturkontrolmiljø er afgørende for at forlænge batteriets levetid og forhindre sikkerhedsulykker.

Hvis vi sammenligner en lithium-batteripakke med et lager og cellerne til hylder, der lagrer elektrisk energi, så er BMS den allround manager, der fungerer som butler, bodyguard, læge og koordinator:

Uanset om det er nye energikøretøjer til personbiler, elektriske trehjulede cykler, elektriske cykler, industriel og kommerciel energilagring eller bærbare lithiumbatterienheder, er et vel-designet og fuldt funktionelt BMS en kerneforudsætning for sikker og stabil drift af lithiumbatterisystemer og en uundværlig kernekomponent i lithium-procesindustriens forskning, udvikling, produktion og genbrugsindustrien.

Vi leverer lithium batteri BMS og BMS testudstyr. Du er velkommen til at kontakte os, hvis du har spørgsmål.

Acey New Energy er specialiseret i forskning og fremstilling af høj-udstyr til lithium-ion-batterier. Vi kan levere one--løsning til lithium-batteripakke-samlingslinje, hvis du er ny i lithium-ion-batteriindustrien og ønsker at bygge din egen lithium-ion-batteriproduktionslinje eller lithium-ion-batteripakke-samlingslinje, kan vi give dig professionel teknisk support og vejledning, er du velkommen til at kontakte os!

Kontakt nu