Batterien dienen zur Speicherung von Elektrizität. Aus funktionaler Sicht kann man sagen, dass alle Lithiumbatterien Energiespeicher sind.
Zur Unterscheidung der Anwendungen erfolgt eine Einteilung in 3 Kategorien: Verbraucherbatterien, Leistungsbatterien und Energiespeicherbatterien.
① Verbraucherbatterien werden in Verbraucherprodukten wie Mobiltelefonen und Notebooks eingesetzt.
② In Elektrofahrzeugen werden Antriebsbatterien verwendet.
③ Energiespeicherbatterien werden hauptsächlich in Energiespeicherkraftwerken verwendet.
In diesem Blog werden hauptsächlich die Unterschiede zwischen dem BMS von Energiespeicherbatterien und dem BMS von Elektrofahrzeugen erörtert.
·Batterie für Elektrofahrzeuge
Leistungsbatterien werden hauptsächlich in Elektrofahrzeugen verwendet. Aufgrund der Volumen- und Gewichtsbeschränkungen von Fahrzeugen und der Anforderungen an die Startbeschleunigung müssen Leistungsbatterien höhere Leistungsanforderungen erfüllen als gewöhnliche Energiespeicherbatterien. Beispielsweise sollte die Energiedichte so hoch wie möglich sein und die Ladegeschwindigkeit der Batterie sollte schnell sein. Der Entladestrom muss groß sein. Zunächst einmal muss die Leistungslithiumbatterie als mobile Stromquelle unter Sicherheitsaspekten eine möglichst hohe Anforderung an die Volumen- (und Massen-) Energiedichte stellen, um eine längere Batterielebensdauer zu erreichen. Gleichzeitig hoffen die Benutzer auch, dass Elektrofahrzeuge sicher und schnell aufgeladen werden können, sodass Leistungslithiumbatterien hohe Anforderungen an die Energiedichte und Leistungsdichte haben. Aus Sicherheitsgründen werden derzeit jedoch im Allgemeinen Energiebatterien mit einer Lade- und Entladekapazität von etwa 1C verwendet.
· Energiespeicherbatterie
Lithium-Energiespeicherbatterien werden hauptsächlich in Bereichen wie Spitzenlastausgleich und Frequenzregulierung bei Hilfsstromversorgungen, der Netzintegration erneuerbarer Energien und Mikronetzen eingesetzt. Die überwiegende Mehrheit der Energiespeichergeräte muss nicht bewegt werden, daher haben Lithium-Energiespeicherbatterien keine direkten Anforderungen an die Energiedichte. Was die Leistungsdichte betrifft, haben unterschiedliche Energiespeicherszenarien unterschiedliche Anforderungen. Im Vergleich zu Lithium-Energiebatterien haben Lithium-Energiespeicherbatterien höhere Anforderungen an die Lebensdauer. Die Lebensdauer von Fahrzeugen mit neuer Energie beträgt im Allgemeinen 5 bis 8 Jahre, während die Lebensdauer von Energiespeicherprojekten im Allgemeinen länger als 10 Jahre sein sollte. Die Lebensdauer der Lithium-Energiebatterie beträgt 1000 bis 2000 Zyklen, während die Lebensdauer der Lithium-Energiespeicherbatterie im Allgemeinen mehr als 3500 Zyklen betragen muss.
Es gibt einige Unterschiede zwischen der Lithium-Leistungsbatterie und der Lithium-Energiespeicherbatterie, aber aus Sicht der Batteriezelle sind sie alle gleich. Beide können Lithium-Eisenphosphat-Batterien und ternäre Lithium-Batterien verwenden. Der Hauptunterschied liegt im BMS-Batteriemanagementsystem und der Leistungsreaktionsgeschwindigkeit der Batterie. Und Leistungseigenschaften, SOC-Schätzgenauigkeit, Lade- und Entladeeigenschaften usw. können alle auf dem BMS realisiert werden.
In diesem Blog werden die Unterschiede zwischen den beiden (CN)-Standards für Energiespeicher-BMS und BMS für Elektrofahrzeuge entsprechend den Anwendungsszenarien der beiden Branchen analysiert.
„GB/T 34131-2023 Batteriemanagementsystem zur Speicherung elektrischer Energie“
„GB/T 38661-2020 Technische Spezifikationen für Batteriemanagementsysteme für Elektrofahrzeuge“
Die unten dargestellten Daten stammen aus den beiden oben genannten Dokumenten
1. Anforderungen an die Nutzungsumgebung
Die Anforderungen an die BMS-Betriebsumgebung für Elektrofahrzeuge sind in der folgenden Abbildung dargestellt und umfassen insbesondere die Anforderungen an Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Stromversorgung. Die Anforderungen an die Stromversorgung sind klar in zwei Intervalle unterteilt. Personenkraftwagen liegen grundsätzlich im Bereich von 9 V bis 16 V.
Die Anforderungen an Energiespeicher-BMS sind in der folgenden Abbildung dargestellt und umfassen Anforderungen hinsichtlich Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Höhe und Salznebel. Für Elektrofahrzeuge gelten ebenfalls Anforderungen hinsichtlich der Einsatzhöhe des BMS, diese richten sich jedoch im Allgemeinen nach den Anforderungen des OEM. In Bezug auf Salznebel werden für BMS von Elektrofahrzeugen im Allgemeinen keine Anforderungen gestellt. Für Energiespeicher-BMS definiert der Standard hier keine Anforderungen an die Stromversorgung. Wir wissen zwar, dass es zwei Stromversorgungen mit 12 V und 24 V gibt, aber es gibt keine Definition für die Verwendung dieser beiden Stromversorgungen. Daher verwenden einige Lieferanten Energiespeicher-BMS, die sowohl mit 12-V- als auch mit 24-V-Stromversorgungen kompatibel sind.
2. Grundlegende Funktionsanforderungen
Die Grundfunktionen des BMS für Elektrofahrzeuge sind wie folgt: Sie umfassen Überwachung, Erfassung, Interaktion, Berechnung, Alarm, Laden usw.
Die Grundfunktionen des Energiespeicher-BMS sind wie folgt. Durch Vergleich wird festgestellt, dass die Funktionsanforderungen von zwei BMS-Typen tatsächlich ähnlich sind. Das Energiespeicher-BMS hat keine besonderen Anforderungen an das Lademanagement. Die Datenerfassungsobjekte (wie Einzelspannung, Temperatur, Gesamtspannung, Strom, Isolationswiderstand usw.) sind dieselben.
3. Anforderungen an die Erkennungsgenauigkeit
Die Anforderungen an die Erkennungsgenauigkeit der beiden BMS sind wie folgt. Allein aus dem Vergleich dieses Standards ist ersichtlich, dass es Unterschiede in den Genauigkeitsanforderungen zwischen den beiden BMS gibt. Das BMS für Elektrofahrzeuge hat höhere Anforderungen an die SOC-Erkennungsgenauigkeit, während das BMS für Energiespeicher höhere Anforderungen an die SOE-Erkennungsgenauigkeit hat.
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Funktionale Elemente |
Leistungsanforderungen für BMS von Elektrofahrzeugen |
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Gesamtspannungserkennung |
±1 % vom Skalenendwert |
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Gesamtstromerkennung |
±2 % vom Endwert |
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Einzelspannungserkennung |
±0,5 %FS, der absolute Wert des maximalen Fehlers <10 mV |
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Einzelne Temperaturerfassung |
±2 °C bei -20 °C ≤ T ≤ 65 °C; ±3 °C bei -40 °C < T < -20 °C; ±3 °C bei 65 °C < T < 125 °C |
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Isolationserkennung |
±20 % bei V > 400 V; ±30 % bei V ≤ 400 V; ±10 KΩ bei R ≤ 50 K |
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SOC-Schätzung |
≤±5 % |
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Funktionale Elemente |
Leistungsanforderungen für Energiespeicher-BMS |
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Gesamtspannungserkennung |
±5 V bei < 500 V; ±1 % bei ≥ 500 V |
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Gesamtstromerkennung |
±2 A bei < 200 A; ±1 % bei ≥ 200 A |
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Einzelspannungserkennung |
±5 mV bei <5 V |
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Einzelne Temperaturerfassung |
±1 °C bei -20 °C ≤ T ≤ 65 °C; ±2 °C bei -40 °C < T < -20 °C; ±3 °C bei 65 °C < T < 125 °C |
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Isolationserkennung |
±30 % bei 60 V < V < 400 V; ±15 KΩ bei R ≤ 50 KΩ ... |
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SOE-Schätzung |
≤±5 % |
4. Leistungsanforderungen testen
Die beiden BMS-Typen werden nach den Aspekten der elektrischen, mechanischen, Umwelt-, EMV- und Isolationsleistung in Testobjekte unterteilt. Als Nächstes werden wir mehrere Schlüsselelemente vergleichen.
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Isolationseigenschaften
Zu den Isolationseigenschaften zählen insbesondere Isolationsprüfungen und Stehspannungsprüfungen.
Die spezifischen Anforderungen an das BMS von Elektrofahrzeugen lauten wie folgt:
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Funktionale Elemente |
Leistungsanforderungen für BMS von Elektrofahrzeugen |
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Isolierungsanforderungen |
Wenn BMS nicht funktioniert, RISO ≥ 10 MQ, beträgt die Testzeit 60 s; wenn BMS funktioniert, RISO ≥ 100Q/N*Umax;
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Spannungsfestigkeit |
Es kann zu keinem Durchschlag oder Überschlag kommen, der Ableitstrom ist verhandelbar, die Dauer beträgt 60s und die Prüfspannung bezieht sich auf „GB 18384 – 2020“; |
Die Anforderungen an das BMS eines Energiespeichers lauten wie folgt: Der Stehspannungstest wird hier als Durchschlagsfestigkeitstest bezeichnet, da die Plattformspannung des Energiespeichers höher sein kann und daher hier eine höhere Testspannung vorgeschrieben ist.
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Funktionale Elemente |
Leistungsanforderungen für Energiespeicher-BMS |
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Isolierungsanforderungen |
Wenn BMS nicht funktioniert, RISO ≥ 10 MQ, beträgt die Testzeit 60 s;
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Durchschlagsfestigkeit |
Testen Sie, wenn das BMS nicht geladen ist, es zu keinem Durchschlag oder Überschlag kommen kann, der Leckstrom < 10 mA ist und die Dauer 60 s beträgt;
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BMS-Betriebsdauer
Lebensdauer und MTBF werden im BMS des Energiespeichers definiert; auch an das BMS von Elektrofahrzeugen gelten Anforderungen, die im Allgemeinen vom OEM freigegeben werden, und das BMS selbst muss den Anforderungen des gesamten Fahrzeugs entsprechen.
4. Zusammenfassung
Aufgrund der unterschiedlichen Anforderungen an die Einsatzbedingungen von Energiespeichersystemen und Elektrofahrzeugen gibt es hinsichtlich des BMS folgende Unterschiede:
(1) Das BMS des Energiespeichersystems erfordert eine höhere Sicherheitsleistung, da es im Allgemeinen eine längere Lebensdauer und eine höhere Zuverlässigkeit erfordert, während beim BMS des Elektrofahrzeugs mehr Wert auf die Leistungsdichte und die dynamische Reaktionsgeschwindigkeit gelegt wird.
(2) Das BMS-Design des Energiespeichersystems achtet stärker auf die Alterung und Beschädigung der Batterie und schützt das System vor Überladung, Überentladung und Kurzschluss. Das BMS von Elektrofahrzeugen achtet stärker auf die Energieeffizienz und Stabilität der Batterie.
(3) Das BMS des Energiespeichersystems erfordert normalerweise mehr Sicherheitsmaßnahmen und Überwachungsfunktionen, um die allgemeine Stabilität und Sicherheit des Systems zu gewährleisten, während das BMS eines Elektrofahrzeugs normalerweise mehr Überwachungs- und Steuerungsfunktionen erfordert, wie z. B. die Echtzeitberechnung der möglichen Kilometerleistung des Fahrzeugs und Informationen zum Zustand der Batterie.
MAXKGO BMS kann in den Bereichen Leistungsbatterien und Energiespeicherbatterien häufig eingesetzt werden und kann 4S-95S (16 V – 400 V)-Akkupacks effektiv verwalten und schützen.
MAXKGO BMS-Platinen verfügen über eine Überwachung von 5 bis 18 Zellebenen pro Platine, die eine Genauigkeit von 1,2 mV erreichen kann, und funktionieren in Umgebungen mit Temperaturen von -40 bis 120 °C.
Es kann die Batterie bei folgenden Stromstärken verwalten und schützen: 500 A (Dauerstrom); 2500 (Spitzenwert).
Das Batteriemanagementsystem MKBMS implementiert die folgenden Funktionen:
1. Strom- und Spannungsschutz: Schützt den Akku vor Überladung und Tiefentladung und verlängert so die Lebensdauer.
2. Überwachung des Batteriezustands: Überwachen Sie den Innenwiderstand einer einzelnen Batterie und die Überwachungskapazität des Batteriepacks.
3. Wärmemanagement: Überhitzungs- und Untertemperaturschutz.
4. Unterstützungsbatterien: Li-Ion, Li-Polymer, Li-Phosphat
5. Intelligenter Batterieausgleich: passiver Ausgleich
6. Vor Ort programmierbar
7. Berechnung der Stromgrenze
8. Vollständig programmierbare CANBUS-Schnittstelle, programmierbare Struktur aller CAN-Nachrichten
9. Drift Ladezustand
10. Zuverlässigkeit, Geschwindigkeit und Genauigkeit
11. Integration mit anderen Geräten
12. Mehrere in Reihe geschaltete BMS-Einheiten
13. Aktuelle Sensorunterstützung
14. Isolierung von der Fehlererkennung
15. Automobiltaugliches Design, automobiltauglicher Verriegelungsstecker
16. Software zur Datenerfassung und Programmierung
Sie können uns gerne über soziale Medien oder per E-Mail kontaktieren: info@maxkgo.com. Unsere Mitarbeiter werden das Schema abgleichen und den entsprechenden Schaltplan entsprechend Ihren Anforderungen erstellen.
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