Quæ o l'é o scistema de gestion de battëie?

Scistema de gestion de battëie

Un scistema de gestion de battëie (BMS) o l'é un dispoxitivo deuviou pe gestî de mainea efficaçe i pacchetti de battëie. Pe-i veicoli elettrichi, un hardware e un software BMS ben progettou o peu fâ cresce de fæto a gamma de guidda, estende a duâ da batteria, redue i costi de fonçionamento e garantî a seguessa e l’affidabilitæ do pacchetto de battëie de potensa. O scistema de gestion de battëie de potensa o l'é vegnuo à ëse un componente do nucleo indispensabile di veicoli elettrichi. Sto capitolo o se conçentra in sce l'introduçion da compoxiçion, de fonçioin e di prinçippi de travaggio do scistema de gestion de battëie de potensa.

Arcraçion do scistema

Un tipico scistema de gestion de battëie (BMS) o comprende sorviatutto unn'unitæ de gestion de battëie (BMU), unn'unitæ de Gestion de çellole (CMU), di sensoî, di arnesti de cablaggi, etc. Inta progettaçion di scistemi de battëie de potensa in sce scâ grande, a çernia de l'architettua BMS a l'é fondamentâ, ch'a determina direttamente i metodi de connescion tra e unitæ de hardware e o critëio de programmaçion de software, e o costo do scistema d'impatto, affidabilitæ, a façilitæ d'installaçion e a preçixon da mesuaçion. In sciâ base da topologia tra i contròlloî into BMS, i BMS peuan vegnî categorizzæ pe commun inte doe qualitæ: integræ e distribuii.

1. BM integrâ .

Un BMS intregou, conosciuo ascì comme BMS sencio, o se referisce à un BMS ch’o l’integra o contròllo do nucleo (BMU) e o contròllo de çellole (CMU) inte un contròllo sencio, co-o contròllo do nucleo ch’o manezza direttamente l’aquixiçion di dæti, o trattamento e e fonçioin de contròllo. A topologia de un BMS intregou a l’é mostrâ inta figua 8-1.

 

I BMS integræ son compatti, an de fòrte capaçitæ anti{{0 ]. Pe de ciù, peuan exeguî tutte e fonçioin BMS inte un pacchetto sencio, con redue i costi. À tutti i mòddi, i BMS intregæ an di connettoî complesci e di arnesci de cavo, cösa ch’a rende diffiçile proteze o scistema de battëie quande se verifica di circuiti curti inte de parte despæge do scistema. Son adatti solo che pe di mòdoli de battëie ciù picciñe e an unna scarsa scalabilitæ e da maneggiabilitæ.

 

2. BMS distribuio

 

À differensa de topologie integræ, e architettue distribuie dividdan a fonçionalitæ BMS inte unna BMU de scheda prinçipâ e ciù CMU de scciavi. A struttua modulare a semplifica l’assemblaggio di mòdoli, a l’ottimizza o layout do happy do campionamento e a l’ammerma e inconscistense à caduta de tenscion co-a distansa uniforme. I desvantaggi comprendan un costo ciù erto e un progetto de communicaçion e contròllo ciù complesso. In sciâ base da diverscitæ di metodi de connescion BMS distribuii, peuan ëse scompartii ancon de ciù inte træ qualitæ: connescion de stelle (ammia figua 8{4}2), a connescion do bus e a connescion da cadeña marcâ.

 

(1) Connescion de stelleInte unna connescion de stelle, o BMU prinçipâ o l’é collocou çentralmente e ògni mòdolo CMU o l’é direttamente collegou a-a scheda prinçipâ BMS pe mezo de un arnê. E connescioin de stelle rendan ciù façile o ponto o contròllo do ponto e o fallimento de un solo nòdo CMU o no l’influisce de forma scignificativa in sciô scistema. À tutti i mòddi, de maniman che o numero de mòdoli o l’aumenta, a complescitæ de linie de communicaçion inte unna connescion de stelle a l’accresce de mainea esponençiale, e rende diffiçile a manutençion e o limita a scalabilitæ. Apreuvo a-e limitaçioin di pòrti da scheda prinçipâ BMS, i mòdoli CMU no peuan ëse azzonti de mainea arbiträia, cösa ch’a ô rende relativamente ræo inte applicaçioin de scæ de grande scâ.

 

(2) Connescion de BusUnn’architettua de scistema basâ in sce l’autobus{0}} a façilita o design modulare, comme se vedde inta figua 8{{4}3. O BMS pe-o sòlito o l’é scompartio inte ciù unitæ de contròllo: BMU, CMU e Scatoa de battëie (BJB). O BMU, o CMU e o BJB son collegæ pe mezo de CAN ò atre ræ de bus. O BMU o l’exeguisce e fonçioin de l’algoritmo de base pe-a gestion de battëie; o CMU o l’exeguisce l’aquixiçion de tenscion de çellole, l’egualizzaçion e a mesuaçion da temperatua; o BJB o l'exeguisce l'aquixiçion à erta tenscion, corrente e temperatua, guidda e diagnòstica do contatto, e a descoerta de l'isolamento pe-o pacco de battëie; l’isolamento o fornisce l’isolamento elettrico, ch’o l’impedisce a-o backflow de bruxâ a scheda de çircuito e o limita l’ampiessa interferensa.

 

L'architettua de l'autobus- a l'öfre de connescioin de communicaçion ciù flescibile e unna fòrte scalabilitæ, semplificâ ben ben o progetto de l'architettua de l'hardware, ottegnî a modularitæ, e megioâ l'applicabilitæ do scistema e a portabilitæ. O seu prinçipâ desvantaggio o l'é o seu costo relativamente erto.

 

Daisy{{0 ]. L’interfaccia a peu convertî i segnæ SPI completo fin à 1Mb/s inte di segnæ differensiæ e trasmetteli pe mezo do cavo stortio e de bratta e un trasformatô sencio, basso-cost. Prexempio, i dispoxitivi AFE da tecnologia lineare (LTC6811) peuan ëse interconnesci pe formâ un BMS. Un trasformatô piccin, basso{{9}costo o sostituisce l’isolatô de dæti. In sciâ parte do microproçessor de contròllo prinçipâ, un IC d’adattatô piccin (LTC6820) o fornisce l’interfaccia prinçipâ do contròllo. Tanto che l'unididireçionâ a margherita pe-a ræ a l'é sencia, l'imposcibilitæ de tutti i nòdi a peu influensâ a communicaçion do scistema intrego. De conseguensa, un anello megioou l’illegale{ ascì, comme mostrou inta figua 8{18}4, o l’é stæto sviluppou e applicou inti produti BMS de neuvi produttoî de veicoli d’energia comme Tesla. In confronto a-e connescioin de bus CAN, l'allevamento de lattia, l'adoramento o l'é ciù basso in costo e ciù piccin de dimenscion, ma o l'à unna scarsa scalabilitæ, un numero mascimo limitou de nòdi e a difficoltæ into gestî i problemi de gestion de battëie inte di scenäi ciù complesci comme di scistemi de conservaçion d'energia in sce larga scâ.

Fonçioin de base

Pe commun, e fonçioin de base de un Scistema de Gestion de battëie (BMS) comprendan: Acquisiçion di dæti, stimma do stato da batteria, gestion de l'energia, gestion da seguessa, gestion termica, contròllo d'egualiansa, fonçioin de communicaçion e umaña umaña. A figua 8-5 a mostra un diagramma fonçionale de blòcchi de un scistema de gestion de battëie.

1. Acquisiçion di dæti

L'aquixiçion di dæti a l'é o fondamento de tutti i algoritmi e i contròlli inte un scistema de gestion de battëie (BMS). De conseguensa, o tasso de campionamento, a preçixon e e caratteristiche primma do filtro son di indicatoî fondamentali che influensan a prestaçion do scistema de battëie. O tasso d'aquixiçion di dæti o l'é determinou da-o scenäio e da-a fonçion. Prexempio, con unn'alimentaçion de backup, o tascio d'aquixiçion di dæti o peu ëse basso comme un quaddro pe 10 segondi ò fiña pe minuto; tanto che pe di oggetti con corrente ch’a cangia a-a spedia (comme i veicoli), i dæti devan ëse acquistii a-o manco unna vòtta ògni 1 segondo, con çerti dæti ligæ a-a seguessa che domandan de frequense de campionamento fin à 100m ò 10ms.

2. Estimaçion do Stato de battëie

A stimma do stato de battëie a comprende sorviatutto doî aspeti:Stato de Carrega (SOC)eStato de Sanitæ (SOH). O SOC o caratterizza a carrega corrente ch'a l'arresta do pacchetto de battëie e o l'é a base pe stimmâ a gamma de guidda de un veicolo elettrico. SOH o l'é un parametro deuviou pe rappresentâ a duâ de vitta ch'a l'arresta da batteria e atre condiçioin de sanitæ.

3. Gestion de l'energia

A gestion de l'energia a l'assegua che a produçion d'energia e l'input e l'input de l'energia reale da batteria no passan a capaçitæ de portâ da batteria e do scistema. In veitæ, a capaçitæ de carrega/descarrega de unna batteria a l'é influensâ da-a temperatua, da-o SOC e da-o SOH, tra di atri fattoî. Into mæximo tempo, à livello de scistema, i reiseghi comme o surriscaldamento e a destacaçion do çircuito devan ëse schivæ. De conseguensa, a gestion de l’energia a l’é un proçesso de contròllo globale pe mezo de corrente, tenscion, temperatua, SOC e SOH comme input.

4. Gestion de seguessa

Controllâ a tenscion, a corrente e a temperatua pe ëse segui che no passan e gamme normale. O BMS moderno (Scistema de gestion de battëie) o no l’ammia solo che l’intrego pacco de battëie, ma o fornisce ascì o contròllo raffinou in sce de condiçioin de çellole individuale estreme comme o sorvecarrego, in sce l’eccellensa eccesciva, e in sce l’eccesciva temperatua.

5. Gestion termica

O refreidamento da batteria quande a seu temperatua de fonçionamento a l’é tròppo erta e a â rescäda quande a cazze ciù bassa do limite ciù basso da seu temperatua de fonçionamento adatta pe mantegnî a batteria drento do seu intervallo de fonçionamento ottimale e mantegnî l’equilibrio de temperatua tra e çellole de pe loiatre. A gestion termica a l’é particolarmente neçessäia pe-e battëie deuviæ inte condiçioin de descharge de potensa erta e erta potensa e erta temperatua.

6. Controllo d'equilibrio

E inconscistense inta prestaçion da batteria peuan portâ à unna diminuçion da prestaçion complesciva do pacchetto de battëie e fiña à di reiseghi pe-a seguessa. I circuiti d’equilibrio vëgnan installæ tra e çellole individuale do pacchetto de battëie pe fâ de mòddo che e condiçioin de carrega e de scaldaçion de tutte e çellole individuale seggian o ciù coerente poscibile, e megioan coscì a prestaçion complesciva do pacchetto de battëie.

7. Fonçioin de communicaçion

Unna fonçion fondamentâ de un scistema de gestion de battëie (BMS) a l'é de permette a communicaçion di parametri da batteria e de informaçioin con di dispoxitivi à bordo ò de feua, con fornî di dæti pe-o contròllo de carrega/carrega e contròllo do veicolo. À segonda de l'applicaçion, o scangio de dæti o peu deuviâ de despæge interfacce de communicaçion, comme i segnæ analoghi, i segnæ PWM, o bus CAN ò e interfacce in serie I2C.

8. L’interfaccia de machine (HMI)

L’HMI o l’é l’interfaccia intermedia pe l’interaçion umaña. O deuvia di dispoxitivi d'input e de produçion appropriæ pe permette de mainea efficaçe o dialogo e l'interaçion tra òmmi e e machine che fonçioñan. Inte un BMS, o HMI o comprende e informaçioin in sciô display e i bottoin de contròllo e e pomme, configuræ segondo i requixiti de progettaçion.