Lítium akkumulátor csomag BMS szoftveres vezérlőrendszer

A BMS mögötti szoftver mindent vezérel. A legtöbb gyártó a szoftvert tekinti az alaptechnológiának, mivel ez vezérli a teljes BMS-t. A legtöbb hardver alapozható kész komponensekre, de a szoftver egyedi tervezést igényel, nemcsak több ezer sornyi programozási kódot tartalmaz, hanem a kód számos algoritmust tartalmazhat. A vezérlőszoftver matematikai képleteket és számítási módszereket használ, hogy megértse az összes akkumulátor különböző állapotait (SOx) különböző időpontokban, például mennyi energiát és teljesítményt lehet felhasználni pillanatnyilag, mennyi az aktuális SOC, mennyi SOC van hátra, és mennyi SOC maradt az akkumulátorban. Mennyi a várható élettartam? Ez az algoritmus általában nagyon összetett modellen alapul, és a cellák egy bizonyos rendszerén és szerkezetén alapul. A legtöbb esetben a BMS-tervezők ellenőrzött laboratóriumi környezetben vizsgálják a futó cellákat, hogy megértsék, hogyan teljesítenek a cellák különböző körülmények között, majd ezt kódba fordítják. Egy sor iteratív lépés után lehetőség nyílik arra, hogy a szoftvertervező végre megfelelő algoritmust tervezzen az akkumulátorcella teljesítményének pontos előrejelzésére a legtöbb körülmény között. A BMS tervezése annyira bonyolult, hogy egy bizonyos típusú akkumulátorcellához megfelelő BMS nem használható. Más, különböző típusú sejtkémiára nem alkalmazható. Például az NMC akkumulátorok általános üzemi feszültsége 3,7 V, míg az LFP akkumulátoroké 33 V, az LTO induktorok üzemi feszültsége pedig 2,2 V. Ezért minden algoritmusnak ismernie kell azt a legmagasabb és legalacsonyabb feszültséget, amelyen az akkumulátor működhet. Most néhány BMS-gyártó különféle szoftvereket fejlesztett ki saját hardverük kiszolgálására, hogy alkalmazkodjanak a különféle akkumulátor-alkalmazásokhoz.

A BMS az akkumulátorcsomag központi vezérlőegysége.

Egy cellát elektronikusan csatlakoztatnak, vagy cellák egy csoportját szolga áramköri lapokhoz kapcsolják, hogy egy egészet alkossanak. A múltban számos tanulmány foglalkozott e két rendszer értékelésével, és nem mutatták ki, hogy az aktív kiegyensúlyozó rendszereknek hosszú távú előnyei vannak. Más szóval, ami a jelenlegi technikai szintet illeti, a két kiegyenlítési módszer egyformán hatékony a funkcionalitás szempontjából. Viszonylagosan az aktív kiegyenlítő rendszer költsége valamivel magasabb. A BMS egyéb funkciói A kiegyenlítő funkción kívül a BMS-nek számos más nagyon fontos funkciója van. Például, bár a kapacitáskiegyenlítés jelentősen befolyásolja az akkumulátor élettartamát, a kiegyenlítő funkció nélküli energiatároló rendszer továbbra is működhet. A cellák és akkumulátorcsomagok hőmérsékletének és feszültségének figyelése azonban összefügg a rendszer biztonságával. Ezért a BMS egyik alapvető feladata az akkumulátorrendszer és a cellák biztonságos működésének biztosítása, beleértve az akkumulátorcsomag áramának, a cellák és akkumulátorok feszültségének és hőmérsékletének figyelését. Az akkumulátoráram figyelésével meghatározható, hogy mennyi energia áll rendelkezésre a rendszerben a töltés és a kisütés során. Ha az akkumulátorcella töltési feszültsége meghaladja a maximális feszültséget, vagy a kisülési feszültség alacsonyabb, mint a minimális feszültség, az az akkumulátorcella meghibásodását okozza, mert a BMS számára nagyon fontos, hogy a soros akkumulátorcsomag minden celláját figyelje ( ha a cellák párhuzamosan vannak csatlakoztatva, a legtöbb BMS rendszer úgy kezeli őket, mint egy cellát). Ezek az adatok irányíthatják a rendszert, hogy mikor kezdje el a töltést és mikor fejezze be a kisütést. Az elektromos állapot hőmérsékletének észlelése és kezelése egy másik fontos funkció, mivel a szélsőséges körülmények közötti folyamatos munkavégzés nemcsak az akkumulátormag élettartamát csökkenti, hanem növeli az akkumulátormag hőkifutásának kockázatát is. A BMS meg tudja mondani a rendszernek, hogy kell-e karbantartást végeznie az akkumulátoron. A magot felmelegítjük vagy lehűtjük. A BMS másik fontos funkciója a külső rendszerekkel való kommunikáció. Sok fejlett BMS képes információkat fogadni a járműtől vagy a motorvezérlőtől, és visszajelzést küldeni. Először is, a BMS elküldheti az akkumulátor lemerülésének csökkentésére vagy leállítására vonatkozó igényt, majd elküldheti az akkumulátor állapotára vonatkozó adatokat (például az akkumulátortérkép kapacitását és energiáját), végül pedig ezeket az adatokat futásteljesítményre vagy élettartamra konvertálhatja, hogy a felhasználó rendelkezésére álljon. Végül a BMS azt is meghatározza, hogy mikor kell nyitni és zárni a kontaktorokat a rendszerben, szabályozva az akkumulátorból a motorba vagy a töltőrendszerből az akkumulátorba áramló áramot töltés céljából.