چگونه BMS مناسب را برای بسته باتری لیتیوم یون انتخاب کنیم؟
انتخاب یک سیستم مدیریت باتری مناسب (BMS) برای بسته های باتری لیتیوم یون نیاز به بررسی جامع پارامترهای باتری، سناریوهای کاربرد، الزامات عملکردی،بهره وری از هزینه و سایر عواملدر زیر یک راهنمای انتخاب دقیق است:
درک پارامترهای کلیدی باتری
1ولتاژ و ظرفیت
- محدوده ولتاژ اسمی و کل (به عنوان مثال ولتاژ اسمی یک باتری لیتیوم یون 16S 57.6V و ولتاژ شارژ 67 است.2V) به طور مستقیم بر انتخاب محدوده نظارت ولتاژ BMS تاثیر می گذارد.
- ظرفیت (به عنوان مثال 25.5Ah) تعیین کننده ظرفیت فعلی BMS است که باید با حداکثر جریان شارژ و تخلیه مطابقت داشته باشد (به عنوان مثالاگر حداکثر جریان تخلیه مداوم باتری 25A باشد، BMS نیاز به حمایت از ≥25A محافظت از جریان دارد)
2چندگانه شارژ/افزایش و عمر چرخه
- باتری های با سرعت بالا (به عنوان مثال 2C یا 3C) نیاز به BMS دارند که از کنترل شارژ / تخلیه سریع برای جلوگیری از جریان بیش از حد پشتیبانی می کند.
- طول عمر چرخه (به عنوان مثال 300 چرخه) باید با توانایی مدیریت تعادل BMS برای کاهش کاهش ظرفیت ترکیب شود.
3محدوده دما و مقاومت داخلی
- محدوده دمای عملیاتی (به عنوان مثال 0-45 °C برای شارژ، -20-60 °C برای تخلیه) نیاز به BMS برای داشتن یک منطقه وسیع نظارت بر دمای و عملکرد مدیریت حرارتی.
- مقاومت داخلی کم (به عنوان مثال ≤120mΩ) کاهش از دست دادن انرژی را کاهش می دهد و نیاز به BMS برای پشتیبانی از کسب ولتاژ دقیق (± 3mV) برای بهینه سازی تعادل دارد.
I.تطلبات روشن برای سناریوهای کاربرد
تمرکز بر BMS از سناریو به سناریو متفاوت است:
1خودروهای الکتریکی
- پاسخ پویا:برآورد دقیق SOC و کنترل در زمان واقعی مورد نیاز است و ارتباطات اتوبوس CAN برای تحقق تعامل با کل سیستم خودرو پشتیبانی می شود.
- الزامات ایمنی:حفاظت چندگانه (از ولتاژ بالا، ولتاژ پایین، مدار کوتاه و غیره) و سازگاری با ارتعاش، دمای بالا و سایر محیط های خشن.
2سیستم های ذخیره سازی انرژی
- ثبات:بر مدیریت متعادل تحت چرخه طولانی مدت تاکید دارد و از پروتکل های ارتباطی TCP / IP برای انطباق با ارسال شبکه پشتیبانی می کند.
- کنترل هزینه:از معماری ماژولار یا استاد برده برای کاهش هزینه واحد ذخیره انرژی استفاده می کنند.
3تجهیزات قابل حمل
- حجم و مصرف برق:انتخاب BMS با یکپارچه سازی بالا و مصرف انرژی کم، مانند برنامه تک تراشه (به عنوان مثال سری MAGIC AMG86)
- عملکرد ساده:رابط های ارتباطی پیچیده می توانند حذف شوند و توابع حفاظت اساسی حفظ شوند
III. الزامات عملکردی اصلی
1دقت نظارت
- دقت بدست آوردن ولتاژ باید ≤±3mV و خطا تشخیص دمای ≤1°C باشد تا دقت تخمین SOC/SOH تضمین شود.
2مدیریت متعادل
- تعادل فعال (به عنوان مثال، تبدیل DC / DC) برای بسته های باتری با ظرفیت بالا مناسب است و جریان تعادل ≥ 1A می تواند به طور موثر تفاوت ولتاژ را کاهش دهد
- تعادل منفعل هزینه کم دارد، اما فقط برای ظرفیت کوچک یا برنامه های چندگانه کم مناسب است
3مکانیسم های حفاظت از امنیت
- باید شامل بیش از حد شارژ، بیش از حد تخلیه، بیش از حد جریان، مدار کوتاه، حفاظت از بیش از حد درجه حرارت باشد و برخی از سناریوها نیاز به طراحی اضافی دارند (به عنوان مثال، دو MOSFET).
4سازگاری پروتکل ارتباطات
- وسایل نقلیه الکتریکی: اتوبوس CAN (به عنوان مثال Seplos BMS پشتیبانی از ارتباطات با Pylontech، اینورترهای Growatt).
- سیستم های ذخیره سازی انرژی: RS485 یا اترنت، پشتیبانی از اتصال موازی چندین ماشین IV. انتخاب توپولوژی و سخت افزار
IV. انتخاب توپولوژی و سخت افزار
1. BMS متمرکز
-
مزایا:هزینه کم، مناسب برای بسته های باتری در مقیاس کوچک (به عنوان مثال ابزار الکتریکی).
-
معایب:مقیاس پذیری ضعیف، رفع مشکل پیچیده
2BMS توزیع شده
- مزایا:طراحی ماژولار، آسان برای نگهداری، مناسب برای سیستم های ذخیره سازی انرژی در مقیاس بزرگ.
- معایب:هزینه های سخت افزاری بالا، سیم کشی پیچیده
3. BMS ارباب-غلام
-
تعادل هزینه و مقیاس پذیری، که معمولا در بسته های باتری متوسط تا بزرگ برای وسایل نقلیه الکتریکی استفاده می شود.