โครงสร้างพื้นฐานและหลักการทำงานของ BMS สำหรับยานยนต์พลังงานใหม่

ไม่มีคำจำกัดความที่เข้มงวดของระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) เราสามารถเข้าใจได้ดังนี้: ระบบจัดการแบตเตอรี่คืออุปกรณ์ที่ใช้ในการตรวจสอบอย่างปลอดภัยและจัดการชุดแบตเตอรี่อย่างมีประสิทธิภาพ รักษาการทำงานปกติของระบบจ่ายไฟ และยืดอายุแบตเตอรี่ เป็นที่รู้จักกันทั่วไปว่าเป็นพี่เลี้ยงแบตเตอรี่หรือผู้จัดการแบตเตอรี่ โดยสามารถตรวจสอบสถานะการทำงานของแบตเตอรี่ (แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ กระแสไฟ และอุณหภูมิ) คาดการณ์ความจุของแบตเตอรี่ (SOC) และระยะการขับขี่ที่เหลืออยู่ที่เกี่ยวข้อง และจัดการแบตเตอรี่เพื่อหลีกเลี่ยง-การคายประจุมากเกินไป การชาร์จไฟเกิน ความร้อนสูงเกินไป และความไม่สมดุลของแรงดันไฟฟ้าร้ายแรงระหว่างเซลล์แต่ละเซลล์ ช่วยเพิ่มการใช้ความจุในการจัดเก็บแบตเตอรี่และอายุการใช้งานได้สูงสุด

การจำแนกประเภท:

ระบบการจัดการแบตเตอรี่สามารถจำแนกได้เป็นระบบกระจาย ระบบรวมศูนย์ และระบบรวมตามโครงสร้าง

1. ระบบแบบกระจาย

คำจำกัดความหลัก:

BMS แบบกระจายหรือที่เรียกว่า BMS แบบโมดูลาร์ มีลักษณะพิเศษคือ "ฟังก์ชันแบบกระจายอำนาจและการจัดการแบบรวมศูนย์" โดยจะกระจายการรับข้อมูลแบตเตอรี่และฟังก์ชันการประมวลผลบางอย่างไปยังหน่วยควบคุมทาสอิสระหลายชุดภายในโมดูลแบตเตอรี่หรือชุดแบตเตอรี่ ในขณะที่หน่วยควบคุมหลักมีหน้าที่รับผิดชอบอัลกอริธึมขั้นสูงและการสื่อสารของยานพาหนะ

การวิเคราะห์ลักษณะทางวิชาชีพ:

ข้อดี:

• ความสามารถในการปรับขนาดและโมดูลาร์สูง: ด้วยการเพิ่มหรือถอดหน่วยควบคุมทาส ทำให้สามารถปรับให้เข้ากับแพลตฟอร์มที่มีระดับพลังงานและแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันได้อย่างง่ายดาย ช่วยอำนวยความสะดวกในการออกแบบตามแพลตฟอร์ม-
• การเดินสายที่เรียบง่ายและความน่าเชื่อถือสูง: ชุดสายไฟสุ่มตัวอย่างของแต่ละโมดูลสั้นและเรียบร้อยมาก ช่วยลดความเสี่ยงของการรบกวนจากการส่งสัญญาณอะนาล็อกระยะไกล- และปรับปรุงความแม่นยำในการวัดและความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าของระบบ
• ความปลอดภัยสูง: -จุดเก็บตัวอย่างแรงดันไฟฟ้าสูงจะกระจัดกระจาย ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงที่-แรงดันไฟฟ้าสูงบุกรุกเข้าไปในระบบ-แรงดันไฟฟ้าต่ำ ชุดควบคุมหลักสามารถอยู่ห่างจากบริเวณแรงดันไฟฟ้าสูง-

ข้อเสีย:

• ความซับซ้อนของระบบสูง: ต้องการการพัฒนาและการจัดการหน่วยฮาร์ดแวร์สองหน่วย (หลักและรอง) และโปรโตคอลการสื่อสารที่ซับซ้อน
• ต้นทุนค่อนข้างสูง: ต้นทุนฮาร์ดแวร์รวมของหน่วยควบคุมทาสหลายตัวอาจสูงกว่า
• การใช้งานทั่วไป: ยานพาหนะไฟฟ้า ระบบกักเก็บพลังงานขนาดใหญ่- หุ่นยนต์ และสถานการณ์อื่นๆ ที่ต้องการโมดูลาร์สูง ความสามารถในการปรับขนาด ความปลอดภัย และความแม่นยำ

2. ระบบรวมศูนย์

คำจำกัดความหลัก:

BMS แบบรวมศูนย์ใช้สถาปัตยกรรม "การได้มาแบบรวมศูนย์ การประมวลผลแบบรวมศูนย์" ฟังก์ชันทั้งหมดรวมอยู่ในตัวควบคุมส่วนกลางตัวเดียว และสัญญาณแรงดันไฟฟ้าและอุณหภูมิของเซลล์แบตเตอรี่ทั้งหมดจะเชื่อมต่อโดยตรงกับพอร์ตการรับข้อมูลบนตัวควบคุมส่วนกลางผ่านชุดสายไฟยาว

การวิเคราะห์ลักษณะทางวิชาชีพ:

ข้อดี:

• โครงสร้างเรียบง่าย ต้นทุนต่ำ: ตัวควบคุมเดี่ยว ไม่มีโปรโตคอลการสื่อสารหลัก- การพัฒนาซอฟต์แวร์ที่ค่อนข้างเรียบง่าย และต้นทุนโดยรวมต่ำที่สุดในระบบ-ความจุขนาดเล็ก
• การประมวลผลข้อมูลโดยตรง: ข้อมูลทั้งหมดได้รับการประมวลผลภายในชิปตัวเดียว ช่วยลดความจำเป็นในการซิงโครไนซ์ข้าม{0}}โหนดและความล่าช้าในการส่งข้อมูล

ข้อเสีย:

• ความสามารถในการปรับขนาดไม่ดี: พอร์ต I/O ของคอนโทรลเลอร์ได้รับการแก้ไขแล้ว ทำให้ยากต่อการปรับให้เข้ากับระบบที่มีจำนวนแบตเตอรี่ต่างกัน
• ความเสี่ยงด้านความน่าเชื่อถือสูง: ชุดสายรัดเก็บตัวอย่างระยะไกล-มีความเสี่ยงต่อการถูกรบกวน ส่งผลให้ความแม่นยำในการวัดลดลง สายรัดที่ยาวจำนวนมากส่งผลให้มีอัตราความล้มเหลวของตัวเชื่อมต่อสูง
• รูปแบบที่ไม่ยืดหยุ่น: ตัวควบคุมส่วนกลางจะต้องอยู่ใกล้กับชุดแบตเตอรี่ และรูปแบบชุดสายไฟได้รับการแก้ไขแล้ว ซึ่งไม่เอื้อต่อรูปแบบโดยรวมของยานพาหนะ
• อันตรายด้านความปลอดภัย: จุดเก็บตัวอย่างแรงดันไฟฟ้าสูง-ทั้งหมดกระจุกตัวอยู่ในที่เดียว ทำให้เกิดความเสี่ยงต่อความล้มเหลว-จุดเดียวซึ่งนำไปสู่ความล้มเหลวของทั้งระบบ

การใช้งานทั่วไป: ยานพาหนะไฟฟ้าความเร็วต่ำ- เครื่องมือไฟฟ้า ตู้เก็บพลังงานขนาดเล็ก- และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคที่มีความต้องการด้านต้นทุนและพื้นที่ที่เข้มงวดอย่างยิ่ง

3. ระบบบูรณาการ

คำจำกัดความหลัก:

BMS แบบรวมเป็นผลิตภัณฑ์ของการบูรณาการเชิงลึกของส่วนประกอบทางไฟฟ้าและเครื่องกล โดยรวบรวม "การบูรณาการฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ การบูรณาการในระดับสูง" โดยจะรวมฟังก์ชันฮาร์ดแวร์หลักของ BMS (เช่น AFE, MCU) เข้ากับแผงควบคุมและป้องกันของชุดแบตเตอรี่โดยตรง และบางครั้งก็อาจรวมเข้ากับส่วนประกอบอื่นๆ ภายในชุดแบตเตอรี่ด้วย (เช่น อุปกรณ์ตัดการเชื่อมต่อแรงดันไฟฟ้าสูง- เซ็นเซอร์กระแสไฟฟ้า)

การวิเคราะห์ลักษณะทางวิชาชีพ:

ข้อดี:

• ขนาดเล็ก ใช้พื้นที่ได้มาก: เหมาะมากสำหรับแอปพลิเคชันที่มีพื้นที่จำกัด-
• การเพิ่มประสิทธิภาพต้นทุนและห่วงโซ่อุปทาน: ลดวัสดุ เช่น ปลอกและตัวเชื่อมต่อ ทำให้การผลิตและการประกอบง่ายขึ้น
• การกำหนดเป้าหมายประสิทธิภาพที่แข็งแกร่ง: การออกแบบที่ปรับให้เหมาะสมสำหรับชุดแบตเตอรี่เฉพาะ เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุด

ข้อเสีย:

• แทบไม่มีความสามารถในการปรับขนาด: เมื่อรวมเข้ากับชุดแบตเตอรี่อย่างล้ำลึก จึงไม่สามารถใช้กับระบบแบตเตอรี่ที่มีข้อกำหนดอื่นได้
• การบำรุงรักษาและการเปลี่ยนยาก: ในกรณีที่เกิดข้อผิดพลาด โดยปกติจะต้องเปลี่ยนแผงควบคุมทั้งหมด หรือแม้แต่โมดูลชุดแบตเตอรี่ทั้งหมด
• ความท้าทายในการกระจายความร้อนและการแยก: การบูรณาการที่มีความหนาแน่นสูง-นำมาซึ่งความท้าทายในการออกแบบการกระจายความร้อน และข้อกำหนดที่สูงขึ้นสำหรับการออกแบบการแยกวงจรไฟฟ้าแรงสูงและต่ำ

การใช้งานทั่วไป ได้แก่: อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค รถสองล้อไฟฟ้า- ผลิตภัณฑ์จัดเก็บพลังงานในบ้านขนาดกะทัดรัด และชุดแบตเตอรี่สำหรับรถยนต์ PHEV/HEV บางรุ่นที่ให้ความสำคัญกับการใช้พื้นที่ให้เกิดประโยชน์สูงสุด

ระบบการจัดการแบตเตอรี่ส่วนใหญ่ประกอบด้วยส่วนต่างๆ ดังต่อไปนี้: หน่วยประมวลผลกลาง (หรือที่เรียกว่าโมดูลควบคุมหลักหรือ ECU) หน่วยเก็บข้อมูล (โมดูลการรับข้อมูล BMU) หน่วยปรับสมดุล หน่วยแสดงผล ส่วนประกอบควบคุม (รีเลย์ ฟิวส์) และส่วนประกอบการตรวจจับ (การตรวจจับการรั่วไหล เซ็นเซอร์กระแส เซ็นเซอร์อุณหภูมิ ฯลฯ )

หน่วยประมวลผลกลางประกอบด้วยแผงควบคุมหลักและวงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้าสูง- หน่วยเก็บข้อมูลประกอบด้วยโมดูลเก็บอุณหภูมิและโมดูลเก็บแรงดันไฟฟ้า ในการใช้งานส่วนใหญ่ โมดูลปรับสมดุลและโมดูลตรวจจับจะรวมเข้าด้วยกัน หน่วยแสดงผลประกอบด้วยบอร์ดแสดงผล หน้าจอ LCD แป้นพิมพ์ และคอมพิวเตอร์แม่ข่าย โดยทั่วไปแล้วเทคโนโลยีฟิลด์บัส CAN ใช้เพื่อรับรู้การสื่อสารข้อมูลระหว่างส่วนประกอบเหล่านี้กับระบบพลังงานหลาย-ของยานพาหนะ

ในระบบการจัดการแบตเตอรี่ของแบตเตอรี่ลิเธียม-จากผู้ผลิตรถยนต์พลังงานรายใหม่ ระบบจะใช้โครงสร้างหลัก- โมดูลควบคุมหลัก BMS หนึ่งชุดสามารถควบคุมโมดูลการรับข้อมูลได้สูงสุด 256 โมดูล และโมดูลการรับข้อมูลแต่ละโมดูลสามารถรวบรวมและประมวลผลช่องแรงดันไฟฟ้าได้สูงสุด 16 ช่องและช่องอุณหภูมิ 8 ช่อง สามารถตรวจสอบ-แบบเรียลไทม์ของการชาร์จแบตเตอรี่และสถานะการคายประจุ การประมวลผลข้อมูล การประมาณค่า SOC การประมาณระยะการขับขี่ การควบคุมการชาร์จและการคายประจุ และฟังก์ชันอื่นๆ

หลักการทำงานหลักของ BMS สามารถสรุปได้ง่ายๆ ดังนี้: หลังจากที่วงจรเก็บข้อมูลรวบรวมข้อมูลสถานะแบตเตอรี่แล้ว หน่วยควบคุมอิเล็กทรอนิกส์จะประมวลผลและวิเคราะห์ข้อมูล จากนั้นออกคำสั่งควบคุมไปยังโมดูลการทำงานที่เกี่ยวข้องภายในระบบตามผลการวิเคราะห์ และส่งข้อมูลไปยังโลกภายนอก

เอซีย์-BP24-300A400Aเครื่องทดสอบบีเอ็มเอสระบบอัตโนมัติระดับสูง ความเร็วในการทดสอบที่รวดเร็ว และความแม่นยำในการทดสอบสูง ด้วยฟังก์ชันการทดสอบการป้องกันการประจุไฟเกิน, การกู้คืนประจุไฟเกิน, การป้องกันไฟเกิน, การกู้คืนไฟเกิน, การป้องกันกระแสไฟเกิน (กระแสไฟเกินและกระแสไฟเกิน), ความต้านทานภายใน, การใช้เอง-, การป้องกันไฟฟ้าลัดวงจร, เวลาป้องกันไฟเกิน, เวลาป้องกันกระแสไฟเกิน, เวลาป้องกันไฟเกิน, กระแสไฟสมดุล, แรงดันสมดุล ฯลฯ

การใช้แบตเตอรี่ในระบบไฟฟ้าของยานยนต์เป็นกระบวนการที่ซับซ้อน แบตเตอรี่ต้องปรับปรุงความปลอดภัย ความหนาแน่นของพลังงาน และความหนาแน่นของพลังงาน และลด-อัตราการคายประจุและต้นทุนเอง นอกจากนี้ จำเป็นต้องพิจารณาประเด็นพิเศษหลายประการที่เกี่ยวข้องกับการใช้งานในยานพาหนะ เช่น ความสม่ำเสมอของแบตเตอรี่ การเชื่อมต่อระหว่างแบตเตอรี่- การป้องกันการรั่วไหลและ-ความปลอดภัยของแรงดันไฟฟ้าสูง การระบายอากาศและการกระจายความร้อน การกันน้ำและกันฝุ่นของชุดแบตเตอรี่ และการบำรุงรักษาระบบ การแก้ปัญหาเหล่านี้เท่านั้นจึงจะสามารถจ่ายพลังงานให้กับแบตเตอรี่ในยานพาหนะไฟฟ้าได้

อาเซย์อัจฉริยะเชี่ยวชาญในการส่งมอบโซลูชันแบบครบวงจรสำหรับสายการประกอบกึ่งอัตโนมัติและอัตโนมัติเต็มรูปแบบสำหรับชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ใช้ในระบบกักเก็บพลังงาน (ESS) ยานพาหนะทางอากาศไร้คนขับ (UAV) รถจักรยานไฟฟ้า สกู๊ตเตอร์ไฟฟ้า เครื่องมือไฟฟ้า รถสองและสามล้อ และการใช้งานที่เกี่ยวข้อง นอกจากนี้ เรายังจัดหาอุปกรณ์ประกอบแบตเตอรี่ครบวงจร รวมถึงเครื่องคัดระดับเซลล์ เครื่องคัดแยกแบตเตอรี่ เครื่องติดกระดาษฉนวน เครื่องทดสอบ CCD เครื่องเชื่อมจุดแบตเตอรี่แบบแมนนวล/อัตโนมัติ เครื่องทดสอบ BMS เครื่องทดสอบที่ครอบคลุมแบตเตอรี่ และระบบทดสอบแบตเตอรี่

ติดต่อได้เลย