Grundläggande struktur och arbetsprincip för BMS för nya energifordon

Det finns ingen strikt definition av ett batterihanteringssystem (BMS). Vi kan förstå det på följande sätt: Ett batterihanteringssystem är en enhet som används för att säkert övervaka och effektivt hantera strömbatteripaketet, bibehålla normal drift av strömförsörjningssystemet och förlänga batteriets livslängd. Det är allmänt känt som en batterivårdare eller batterihanterare. Den kan övervaka batteriets driftstatus (batterispänning, ström och temperatur), förutsäga batterikapaciteten (SOC) och motsvarande återstående körräckvidd och hantera batteriet för att undvika över-urladdning, överladdning, överhettning och allvarlig spänningsobalans mellan enskilda celler, vilket maximerar utnyttjandet av batterilagringskapacitet och cykellivslängd.

Klassificering:

Batterihanteringssystem kan klassificeras i distribuerade system, centraliserade system och integrerade system baserat på deras struktur.

1. Distribuerat system

Kärndefinition:

En distribuerad BMS, även känd som en modulär BMS, kännetecknas av "decentraliserade funktioner och centraliserad förvaltning." Den distribuerar batteridatainsamling och vissa bearbetningsfunktioner till flera oberoende slavstyrenheter inom batterimodulen eller batteripaketet, medan en huvudstyrenhet ansvarar för avancerade algoritmer och fordonskommunikation.

Analys av professionella egenskaper:

Fördelar:

• Hög skalbarhet och modularitet: Genom att lägga till eller ta bort slavstyrenheter kan den enkelt anpassas till plattformar med olika effekt- och spänningsnivåer, vilket underlättar plattforms-baserad design.
• Enkel kabeldragning och hög tillförlitlighet: Samplingskabeln för varje modul är extremt kort och snygg, vilket minskar risken för störningar från långa-avståndsöverföringar av analoga signaler och förbättrar mätnoggrannheten och systemets elektromagnetiska kompatibilitet.
• Hög säkerhet: Hög-samplingspunkter är spridda, vilket minskar risken för hög-intrång i låg-lågspänningssystem. Huvudstyrenheten kan placeras bort från hög-högspänningsområdet.

Nackdelar:

• Hög systemkomplexitet: Kräver utveckling och hantering av två hårdvaruenheter (master och slav) och komplexa kommunikationsprotokoll.
• Relativt hög kostnad: Den totala hårdvarukostnaden för flera slavstyrenheter kan vara högre.
• Typiska applikationer: Elfordon,-storskaliga energilagringssystem, robotar och andra scenarier som kräver hög modularitet, skalbarhet, säkerhet och noggrannhet.

2. Centraliserat system

Kärndefinition:

Den centraliserade BMS antar en "integrerad förvärv, centraliserad bearbetning"-arkitektur. Alla funktioner är integrerade i en enda central styrenhet, och alla battericellspännings- och temperatursignaler är direkt anslutna till insamlingsportarna på den centrala styrenheten via långa ledningsnät.

Analys av professionella egenskaper:

Fördelar:

• Enkel struktur, låg kostnad: Enkel styrenhet, inget master-slavkommunikationsprotokoll, relativt enkel mjukvaruutveckling och den lägsta totala kostnaden i system med liten-kapacitet.
• Direkt databehandling: All data bearbetas inom ett enda chip, vilket eliminerar behovet av kors-nodsynkronisering och överföringsfördröjningar.

Nackdelar:

• Dålig skalbarhet: Styrenhetens I/O-portar är fasta, vilket gör det svårt att anpassa sig till system med olika antal batterier.
• Hög tillförlitlighetsrisk: Långa-provtagningsselar är känsliga för störningar, vilket leder till minskad mätnoggrannhet; de många och långa kablarna resulterar i en hög frekvens av kopplingsfel.
• Oflexibel layout: Den centrala styrenheten måste vara nära batteripaketet, och ledningsnätets layout är fixerad, vilket inte gynnar fordonets övergripande layout.
• Säkerhetsrisker: Alla-högspänningsprovtagningspunkter är koncentrerade på ett ställe, vilket medför en risk för enstaka-punktsfel som leder till fel i hela systemet.

Typiska applikationer: Elfordon med låg-hastighet, elverktyg, energilagringsskåp med liten-kapacitet och hemelektronik med extremt stränga kostnads- och utrymmeskrav.

3. Integrerat system

Kärndefinition:

Det integrerade BMS är produkten av djup integration av elektriska och mekaniska komponenter, som förkroppsligar "hårdvaru- och mjukvaruintegration, hög grad av integration." Den integrerar BMS:s kärnhårdvarufunktioner (som AFE, MCU) direkt på batteripaketets kontroll- och skyddskort, och ibland till och med fysiskt integrerad med andra komponenter i batteripaketet (som hög-frånkopplingsenheter, strömsensorer).

Analys av professionella egenskaper:

Fördelar:

• Liten storlek, extremt hög utrymmesutnyttjande: Mycket lämplig för applikationer med begränsad utrymme-.
• Kostnads- och försörjningskedjaoptimering: Minskar material såsom höljen och kopplingar, förenklar produktion och montering.
• Stark prestandainriktning: Optimerad design för specifika batteripaket, för att uppnå optimal prestanda.

Nackdelar:

• Nästan ingen skalbarhet: Djupt integrerad med batteripaketet kan det inte användas för batterisystem med andra specifikationer.
• Svårt underhåll och byte: Vid fel kräver det vanligtvis att man byter ut hela styrkortet eller till och med hela batteripaketet.
• Värmeavlednings- och isoleringsutmaningar: Integrering med hög-densitet medför utmaningar i värmeavledningsdesign och högre krav på design för hög- och lågspänningskretsisolering.

Typiska applikationer inkluderar: hemelektronik, elektriska två-hjulingar, kompakta energilagringsprodukter för hemmet och batteripaket för vissa PHEV/HEV-fordon som prioriterar maximalt utrymmesutnyttjande.

Batterihanteringssystemet består huvudsakligen av följande delar: en centralenhet (även kallad huvudkontrollmodul eller ECU), en datainsamlingsenhet (insamlingsmodul BMU), en balanseringsenhet, en displayenhet, styrkomponenter (reläer, säkringar) och detekteringskomponenter (läckagedetektering, strömsensorer, temperatursensorer, etc.).

Den centrala bearbetningsenheten består av ett huvudstyrkort och en hög-styrkrets; datainsamlingsenheten består av en temperaturinsamlingsmodul och en spänningsinsamlingsmodul. I de flesta applikationer är balanseringsmodulen och detekteringsmodulen integrerade tillsammans; displayenheten består av ett displaykort, en LCD-skärm, ett tangentbord och en värddator. CAN-fältbussteknik används vanligtvis för att realisera informationskommunikation mellan dessa komponenter och med fordonets multi-energisystem.

I batterihanteringssystemet för ett litium-jonbatteri från en ny energifordonstillverkare antar systemet en master-slavstruktur. En BMS huvudkontrollmodul kan styra upp till 256 insamlingsmoduler, och varje insamlingsmodul kan samla in och bearbeta upp till 16 spänningskanaler och 8 temperaturkanaler. Den kan utföra realtidsövervakning- av batteriladdnings- och urladdningsstatus, databearbetning, SOC-uppskattning, köravståndsuppskattning, laddnings- och urladdningskontroll och andra funktioner.

Huvudarbetsprincipen för BMS kan enkelt sammanfattas enligt följande: Efter att datainsamlingskretsen samlat in information om batteristatus, bearbetar och analyserar den elektroniska styrenheten data och utfärdar sedan kontrollkommandon till de relevanta funktionsmodulerna i systemet baserat på analysresultaten och överför information till omvärlden.

ACEY-BP24-300A400Abms testmaskin, hög grad av automatisering, snabb testhastighet och hög testnoggrannhet. Med testfunktion för överladdningsskydd, överladdningsåtervinning, överladdningsskydd, överladdningsåtervinning, överströmsskydd (överladdningsström och överurladdningsström), intern resistans, egen-förbrukning, kortslutningsskydd, överladdningsskyddstid, överströmsskyddstid, överladdningsskydd Tid, balansström, balansspänning etc.

Användningen av batterier i fordonskraftsystem är en komplex process. Batterier måste förbättra säkerheten, effekttätheten och energitätheten och minska självurladdningshastigheten och kostnaden. Dessutom måste många speciella problem relaterade till deras användning i fordon övervägas, såsom batterikonsistens, mellan-batterianslutningar, läckageskydd och hög-spänningssäkerhet, ventilation och värmeavledning, vattentätning och dammtätning av batteripaketet och systemunderhåll. Endast genom att lösa dessa problem kan drivbatterier användas i stor utsträckning i elfordon.

Acey Intelligentspecialiserar sig på att leverera integrerade lösningar för halvautomatiska och helautomatiska monteringslinjer dedikerade till litiumjonbatteripaket som används i energilagringssystem (ESS), obemannade flygfordon (UAV), elcyklar, elskotrar, elverktyg, två- och trehjuliga fordon och relaterade applikationer. Dessutom levererar vi ett komplett sortiment av monteringsutrustning för batteripaket, inklusive cellklassningsmaskiner, batterisorteringsmaskiner, isoleringspappersstickningsmaskin, CCD-testare, manuella/automatiska batteripunktsvetsare, BMS-testare, batteriomfattande testare och batteritestsystem.

Kontakta nu