8 Principio de funcionamiento de BMS
1. Recopilación de datos
BMS recopila datos de estado en tiempo real de las celdas de la batería a través de sensores integrados, como sensores de voltaje, sensores de corriente y sensores de temperatura. Los sensores monitorean el voltaje, la corriente y la temperatura de cada celda de la batería para garantizar que se encuentren dentro de un rango seguro.
2. Estimación del estado
SOC (estado de carga): BMS utiliza ciertos algoritmos (como el conteo de Coulomb, el voltaje de circuito abierto o el algoritmo de fusión, etc.) para estimar el estado de carga de la batería y determinar la capacidad restante actual de la batería.
SOH (Estado de salud): analiza los datos de rendimiento de la batería (como capacidad, resistencia interna, etc.), evalúa el estado de salud de la batería y determina si necesita mantenimiento o reemplazo.
3. Gestión de cargas y descargas
Control de carga: durante el proceso de carga, BMS ajusta la corriente de carga y la estrategia de carga en función de la información SOC y SOH de la batería para evitar la sobrecarga y garantizar que la batería se cargue de acuerdo con una curva de carga segura.
Control de descarga: durante el proceso de descarga, el BMS monitorea el voltaje y la corriente de la batería para garantizar que no haya un fenómeno de sobredescarga (es decir, que el voltaje de la batería esté por debajo del umbral de seguridad).
4. Gestión equilibrada
Asegúrese de que el voltaje y la capacidad de cada unidad del paquete de baterías sean consistentes y BMS implementará una gestión equilibrada:
Equilibrio pasivo: Consumir el exceso de energía de unidades de alto voltaje a través de resistencias.
Equilibrio activo: transferir el exceso de electricidad de una unidad a otra para lograr un equilibrio más eficiente.
5. Mecanismo de protección
Protección contra sobrecarga: controle el voltaje de la batería para asegurarse de que no exceda el umbral de voltaje especificado durante la carga.
Protección contra sobredescarga: detecta el voltaje de la batería para evitar que caiga por debajo de un umbral seguro.
Protección contra cortocircuitos y sobrecorriente: cuando se detecta un cortocircuito o una corriente anormal, el suministro de energía se corta rápidamente para proteger la batería y el equipo.
Protección contra sobrecalentamiento: controle los cambios de temperatura y detenga automáticamente el proceso de carga y descarga cuando la temperatura supere el valor establecido.
6. Registro y comunicación de datos
BMS registrará y almacenará datos de monitoreo en tiempo real y transmitirá los datos a dispositivos externos (como cargadores, sistemas de monitoreo, etc.) a través de interfaces de comunicación (como CAN, RS485, etc.) para lograr monitoreo y datos en tiempo real. análisis.
7. Interfaz de usuario
BMS generalmente está equipado con una interfaz de usuario que proporciona visualizaciones visuales del estado de la batería, historial de carga y descarga, información de fallas y otros datos para que los usuarios puedan monitorear y administrar.
8. Optimización inteligente
Advanced BMS también utiliza tecnologías como el análisis de datos y el aprendizaje automático para optimizar continuamente las estrategias de carga y descarga, mejorando el rendimiento y la vida útil de la batería.
9 arquitectura BMS de tres niveles
1. Capa básica (capa de hardware): Unidades de Monitoreo de Celdas de Batería (BCMU) o Unidades Esclavas:
Sensores: incluidos sensores de voltaje, sensores de corriente y sensores de temperatura, responsables del monitoreo en tiempo real del estado de las baterías individuales.
Unidad de control: generalmente un microcontrolador (MCU) o un procesador de señales digitales (DSP), que se utiliza para procesar datos de sensores y realizar funciones de monitoreo y gestión.
Circuito de equilibrio: un circuito de equilibrio pasivo o activo utilizado para garantizar la consistencia de la energía entre las celdas de la batería.
Circuito de protección: incluidos circuitos de protección contra sobrecarga, sobredescarga, cortocircuito y sobretemperatura para garantizar que la batería funcione dentro de un rango seguro.
Interfaz de comunicación: una interfaz utilizada para la comunicación con dispositivos externos como cargadores, inversores y sistemas de monitoreo, como CAN, RS485, UART, etc.
2. Unidad maestra de capa intermedia (capa de control) o unidad de gestión del paquete de baterías (BPMU):
Procesamiento de datos: Responsable del procesamiento en tiempo real de los datos del sensor desde la capa base, incluidos los cálculos de SOC (estado de carga) y SOH (estado de salud).
Gestión del equilibrio: implemente dinámicamente estrategias de equilibrio basadas en el estado de la batería para garantizar niveles de energía equilibrados entre cada celda de la batería.
Gestión de carga y descarga: controle el proceso de carga y descarga para garantizar un funcionamiento seguro dentro del rango de carga y descarga.
Monitoreo de seguridad: Monitoreo en tiempo real del estado de la batería, respuesta oportuna ante posibles situaciones anormales como sobrecarga, sobredescarga, cortocircuitos, etc.
Después de recopilar la información, se comunica con el tercer nivel a través de un enlace de comunicación, a menudo utilizando métodos de comunicación CAN o Ethernet.
3. Unidad de gestión del sistema de la capa de aplicación de la capa superior (capa de usuario) (Unidad de gestión del sistema) o unidad de control central (CCU):
Interfaz de usuario: proporciona una interfaz fácil de usar que muestra el estado, los datos históricos y la información de fallas del paquete de baterías para el monitoreo y operación del usuario.
Registro y análisis de datos: registre datos de uso de la batería, realice análisis de datos, proporcione informes de rendimiento de la batería y recomendaciones de mantenimiento.
Monitoreo y administración remotos: las interfaces de red permiten el monitoreo remoto, lo que permite a los usuarios administrar y mantener paquetes de baterías desde diferentes ubicaciones.
10 tipo de tecnología BMS
1. BMS distribuido: integre el monitoreo y control de cada celda de la batería dentro de la celda de la batería y transmita información al controlador principal a través de protocolos de comunicación. La característica es que cada celda de la batería tiene un sistema de monitoreo y control independiente, y no hay necesidad de intercambio de información entre ellas. Esto permite que el sistema funcione normalmente incluso en caso de falla de la celda de la batería, lo que garantiza que el rendimiento general del sistema no se vea afectado y mejora su confiabilidad.
2. BMS centralizado: el monitoreo y control de todas las celdas de la batería están centralizados en un controlador principal y la información se transmite al controlador principal a través de protocolos de comunicación. La ventaja es un menor costo, pero la confiabilidad es relativamente baja porque si el controlador principal falla, puede provocar un mal funcionamiento de todo el sistema.
3. BMS modular: divide la celda de la batería en varios módulos, cada uno con un sistema de monitoreo y control independiente, y transmite información al controlador principal a través de protocolos de comunicación. El BMS modular logra un equilibrio entre costo y confiabilidad, adecuado para sistemas de almacenamiento de energía de diferentes escalas.
Cada tipo de BMS tiene sus ventajas únicas y escenarios aplicables. El BMS distribuido es adecuado para sistemas de almacenamiento de energía a gran escala debido a su alta confiabilidad, facilidad de mantenimiento y actualización y mayor flexibilidad; El BMS centralizado es adecuado para sistemas de almacenamiento de energía a pequeña escala debido a su bajo costo; El BMS modular ofrece una elección equilibrada entre costo y confiabilidad. Con el desarrollo de la tecnología, la futura tecnología BMS se centrará en mejorar las capacidades de monitoreo y control en tiempo real y fortalecer la estandarización y unidad de los protocolos de comunicación para mejorar aún más la seguridad y confiabilidad de los sistemas de almacenamiento de energía.