Что такое BMS (система управления аккумулятором)
Что означает BMS?
Система управления аккумулятором (BMS) - это электронная система, обычно представляющая собой печатную плату, которая управляет перезаряжаемыми аккумуляторами (элементами или блоками). Она может продлить срок службы батареи и обеспечить безопасность электронных изделий, защищая батарею от работы в заданном диапазоне.
Зачем нам нужен BMS?
Контроль температуры:
Если на батарею подается большой ток в течение длительного времени, это может вывести ее из строя, что приведет к пожару. Химические вещества, используемые для производства батарей, очень летучи, а проколы острыми предметами также могут привести к возгоранию батареи. Помимо прочего, данные о температуре можно использовать для определения необходимости зарядки или разрядки батареи.
Анализ данных и прогнозирование:
Данные, собранные BMS, могут быть использованы для анализа состояния и производительности батареи. Благодаря анализу исторических данных BMS может предсказать будущее состояние и потенциальные проблемы батареи.
Оценка состояния:
BMS рассчитывает параметры состояния батареи, такие как остаточная емкость (SOC) и состояние здоровья (SOH). Эта информация помогает пользователям понять текущее состояние и ожидаемый срок службы батареи.
Диагностика неисправностей:
BMS может диагностировать потенциальные проблемы с батареей, анализируя исторические данные и тенденции изменения параметров батареи. Это включает в себя выявление несоответствующих элементов батареи, снижение производительности и другие аномалии.
Опасное обращение:
При обнаружении проблем с батареей BMS предпринимает немедленные действия для защиты батареи и пользователя.
Безопасное отключение питания:
При возникновении опасных ситуаций, таких как перезаряд, переразряд, перегрев или короткое замыкание, BMS немедленно отключит питание батареи, чтобы предотвратить дальнейшее ухудшение ситуации.
Сигнализация и оповещение:
Когда BMS обнаруживает проблему, она оповещает пользователя или обслуживающий персонал и при необходимости предоставляет информацию о диагностике неисправности, чтобы своевременно принять меры по ремонту или замене.
Как работает система управления аккумулятором (BMS)?
Контроль напряжения на каждом элементе батареи очень важен для определения ее общего состояния. Все батареи имеют определенный диапазон напряжения. Для обеспечения нормальной работы и срока службы батареи необходимо заряжать и разряжать ее в пределах этого диапазона.
В случае литий-ионных батарей рабочее напряжение обычно составляет от 2,5 до 4,2 В. Диапазон напряжения зависит от химического состава. Эксплуатация батареи вне диапазона напряжения значительно сокращает срок службы и может привести к выходу батареи из строя.
SOC (состояние заряда) и SOH (состояние здоровья) - два важных параметра, используемых BMS для оценки и мониторинга состояния батареи:
SOC (состояние заряда):
Это показатель оставшегося заряда батареи, обычно выражаемый в процентах.
SOC BMS рассчитывает SOC в режиме реального времени, отслеживая ток заряда и разряда батареи, напряжение и другие параметры, чтобы пользователи знали, когда батарею нужно зарядить.
SOH (State of Health):
Это показатель состояния батареи, обычно выражаемый в процентах.
SOH отражает текущую производительность и емкость батареи по сравнению с новым состоянием. Со временем и в процессе эксплуатации SOH батареи будет уменьшаться, что связано с уменьшением емкости и увеличением внутреннего сопротивления в результате старения и длительного использования батареи.
BMS оценивает SOH батареи путем длительного мониторинга состояния зарядки, температуры, количества циклов заряда и разряда и других факторов.
Контролируя SOC и SOH, BMS может оптимизировать процесс заряда и разряда батареи. BMS использует данные SOC и SOH для предотвращения потенциально опасных ситуаций, таких как перезаряд, переразряд и перегрев батареи. Продление срока службы батарей и обеспечение их оптимальной работы. Технический персонал может оперативно выявлять и устранять проблемы.
Различия между автомобильной BMS и домашней BMS для хранения энергии:
Несмотря на то, что автомобильные BMS и домашние BMS для хранения энергии схожи по основным функциям, то есть мониторингу и управлению состоянием батареи для обеспечения безопасности и повышения эффективности, они имеют некоторые различия в конструкции и функциональных требованиях:
| Категория | Автомобильные BMS | Домашнее хранилище энергии BMS |
|---|---|---|
| Адаптация к окружающей среде | Необходимо адаптироваться к более широкому диапазону температур и более суровым условиям окружающей среды. Разработаны для обеспечения нормальной работы в различных условиях, таких как сильные вибрации, высокие и низкие температуры. | Обычно работает в относительно стабильной и контролируемой среде, поэтому может не нуждаться в жесткой адаптации к условиям окружающей среды. |
| Требования к производительности | Должна поддерживать высокоскоростную зарядку и разрядку. Необходимо отслеживать состояние батареи и управлять им в режиме реального времени, чтобы адаптироваться к динамически меняющимся требованиям нагрузки. | Обычно имеют стабильные циклы зарядки и разрядки с меньшими колебаниями нагрузки, что снижает требования к непосредственной производительности. |
| Функциональность и сложность | Может интегрировать более продвинутые функции для решения сложных задач транспортного средства, таких как обмен данными, диагностика неисправностей и управление восстановлением энергии. | Больше внимания уделяется управлению сроком службы батареи, оптимизации энергопотребления и защите безопасности, что важно для взаимодействия с HEMS или интеллектуальными сетями. |
Другие строительные блоки системы управления батареями
Другие функциональные блоки BMS включают аутентификацию батареи, часы реального времени, память и последовательную цепь. Часы реального времени и память используются в приложениях типа "черный ящик", где RTC используется для временных меток, а память - для хранения данных, что позволяет пользователям понять поведение блока батарей до наступления катастрофического события.
Блок проверки подлинности батареи предотвращает подключение электроники BMS к батарейным блокам сторонних производителей. Образцы/регуляторы напряжения используются для питания периферийных схем системы BMS.
Наконец, для упрощения соединений между сложенными устройствами используются цепи последовательного соединения. Модули последовательной цепи заменяют необходимость в оптопарах или других схемах переключения уровней.
Какова роль BMS?
В реальной эксплуатации батареи соединяются последовательно или параллельно, образуя батарейный блок. Параллельное соединение увеличивает силу тока, потребляемого блоком батарей, а последовательное - общее напряжение.
Характеристики зарядки батареи меняются в зависимости от количества заряда в батарее: в нулевой момент времени все элементы в блоке заряжаются и разряжаются с одинаковой скоростью. По мере циклического перехода от зарядки к разрядке скорость зарядки и разрядки каждого элемента меняется, что приводит к изменению условий питания во всем блоке аккумуляторов.
Когда BMS внедряется для управления батареей, она может эффективно избежать ситуации, когда одни батареи заряжены полностью, а другие - не полностью, тем самым защищая батарею и продлевая срок ее службы.
Для обеспечения безопасности батареи:
BMS может контролировать основные параметры батареи, такие как напряжение, ток и температура, и своевременно обнаруживать и предотвращать опасные ситуации, такие как перезаряд, переразряд, перегрев и т. д., тем самым предотвращая повреждение батареи и потенциальные несчастные случаи. Например, если BMS обнаруживает, что температура батареи слишком высока, она может активировать систему охлаждения или отключить питание, чтобы предотвратить тепловой разгон.
Повышение производительности и эффективности аккумулятора:
Обеспечивая оптимальное рабочее состояние батареи, BMS помогает повысить общую энергоэффективность и производительность системы. Например, BMS может обеспечить равномерную зарядку и разрядку аккумуляторной батареи, выравнивая состояние заряда между элементами батареи, что помогает повысить общую производительность и эффективность аккумуляторной батареи.
Продлите срок службы батареи:
BMS уменьшает старение и износ батареи, контролируя процесс и условия заряда и разряда, продлевая срок службы батареи. Например, предотвращая глубокую разрядку и перезарядку батарей, BMS может уменьшить износ батареи и продлить срок ее службы.
Мониторинг и диагностика в режиме реального времени:
BMS предоставляет информацию о состоянии батареи в режиме реального времени, включая остаточную мощность (SOC) и состояние здоровья (SOH), помогая пользователям понять состояние батареи и принять соответствующие решения по ее использованию. Кроме того, BMS может помочь диагностировать проблемы с батареей и вовремя отремонтировать или заменить ее.
Соответствие нормативным требованиям:
Во многих странах и отраслях промышленности для обеспечения безопасности электромобилей и аккумуляторных систем хранения энергии существуют четкие правила, требующие установки BMS.
Какой BMS лучше?
Обычно не существует фиксированных или уникальных стандартов для BMS. Объем технического проекта и реализованная функциональность обычно зависят от следующих факторов:
- Стоимость, сложность и размер аккумуляторного блока.
- Применение аккумулятора и любые вопросы безопасности, долговечности и гарантии.
- Требования к сертификации со стороны различных государственных органов, затраты и штрафы будут иметь решающее значение, если меры функциональной безопасности окажутся неадекватными.
Экономия денег, защита окружающей среды
PKNERGY поможет вам сократить расходы на электроэнергию для вашего дома, храня солнечную энергию для использования в любое время - ночью или во время отключения.
RU 
EN 
ES 
DE 
PT 
AR 
KU 
ID 
SL 
KO 
FR 
IT 
BG 
NL 
CS 