Lassen Sie uns heute über das Batteriemanagementsystem (BMS) sprechen, das untrennbar mit der Batterie verbunden ist.
1) Was ist BMS
Der vollständige Name von BMS lautet Batteriemanagementsystem. Es handelt sich um ein Gerät zur Überwachung des Status von Energiespeicherbatterien. Es dient hauptsächlich dazu, jede Batterieeinheit intelligent zu verwalten und zu warten, den Status der Batterie zu überwachen, ein Überladen und Überentladen der Batterie zu verhindern und die Lebensdauer der Batterie zu verlängern.
Der Leistungszustand des BMS ist im Allgemeinen eine Leiterplatte oder eine Festplattenkassette.
BMS ist eines der zentralen Subsysteme des Batterieenergiespeichersystems. Es ist für die Überwachung des Betriebsstatus jeder Batterie in der Batterieenergiespeichereinheit verantwortlich, um den sicheren und zuverlässigen Betrieb der Energiespeichereinheit zu gewährleisten. Das BMS kann die Zustandsparameter der Energiespeicherbatterie in Echtzeit überwachen und erfassen (einschließlich, aber nicht beschränkt auf die Spannung der einzelnen Zelle, die Klemmenspannung des Batteriepacks, den Isolationswiderstand des Batteriesystems usw.). Die erforderlichen Analysen der relevanten Zustandsparameter werden durchgeführt, um weitere Parameter zur Bewertung des Systemzustands zu erhalten, und eine effektive Verwaltung und Steuerung des Energiespeicherbatteriekörpers wird gemäß einer bestimmten Schutzsteuerungsstrategie realisiert, um den sicheren und zuverlässigen Betrieb der gesamten Batterieenergiespeichereinheit zu gewährleisten.
2) Die Architektur
Aus Sicht der Topologiearchitektur wird BMS je nach den unterschiedlichen Projektanforderungen in zwei Kategorien unterteilt: zentralisiert und verteilt.
Zentralisiertes BMS
Einfach ausgedrückt sammelt das integrierte BMS alle Zellen mit einer BMS-Hardware.
Ein zentralisiertes BMS bietet die Vorteile einer kompakten Struktur, hohen Zuverlässigkeit und niedrigen Kosten und wird im Allgemeinen in Szenarien mit geringer Kapazität, niedriger Gesamtspannung und kleinem Batteriesystemvolumen verwendet, wie z. B. bei Elektrowerkzeugen, Robotern, IOT-Smart-Homes, elektrischen Gabelstaplern und langsamen Elektrofahrzeugen (Elektrofahrräder, Elektro-Sightseeing-Autos, Elektro-Golfwagen usw.).
Die BMS-Hardware der zentralisierten Architektur kann in einen Hochspannungsbereich und einen Niederspannungsbereich unterteilt werden. Der Hochspannungsbereich ist für die Erfassung der Einzelbatteriespannung, die Erfassung der Gesamtsystemspannung und die Überwachung des Isolationswiderstands verantwortlich. Der Niederspannungsbereich umfasst den Stromversorgungskreis, den CPU-Kreis, den CAN-Kommunikationskreis, den Steuerkreis usw.
Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung von Batteriesystemen für Personenkraftwagen hin zu hoher Kapazität, hohem Gesamtdruck und großem Volumen werden BMS mit verteilter Architektur hauptsächlich in Plug-in-Hybrid- und reinen Elektrofahrzeugen eingesetzt.
Verteiltes BMS
Derzeit gibt es in der Branche verschiedene Begriffe für verteilte BMS, und verschiedene Unternehmen haben unterschiedliche Namen.
Die meisten Akku-BMS haben eine Master-Slave-Zweischichtstruktur: Energiespeicher-BMS haben aufgrund der Größe des Akkupacks meist eine Dreischichtstruktur. Zusätzlich zur Slave-Steuerung und der Master-Steuerung gibt es noch eine Master-Steuerungsschicht.
So wie Batterien Batteriecluster und Batteriecluster Stapel bilden, folgt auch das dreischichtige BMS dieser Schicht-für-Schicht-Regel:
① Slave-Steuerung: Batteriezellen-Management-Einheit
BMU (Batteriemoduleinheit, die meisten heißen BMU, manche CSC/CSU)
- Sammeln Sie Informationen zu einzelnen Batterien.
- Überwachen Sie die Spannung und Temperatur der Batteriezellen
- Ausgleich der Batterie im Paket
- Informationsupload
- Wärmemanagement
- Anormaler Alarm
② Hauptsteuerung: Batteriecluster-Managementeinheit
Die BCU (Battery Cluster Unit, auch Hochspannungsmanagementeinheit HVU, BCMU usw.) ist für die Erfassung der BMU-Informationen und der Batteriecluster-Informationen zuständig.
- Erfassung des Batterieclusterstroms
- Gesamtspannungserfassung
- Leckageortung
- Abschaltschutz bei anormalem Batteriestatus
- Unter der Verwaltung des BMS können die Kapazitätskalibrierung und die SOC-Kalibrierung unabhängig voneinander durchgeführt werden, als Grundlage für das nachfolgende Lade- und Entlademanagement
③ Hauptsteuerung: Batterie-Array-Management-Einheit
BAU (Battery Array Unit, auch BAMS, MBMS usw. genannt) verwaltet zentral die Batterien des gesamten Energiespeicherbatteriestapels. Verbinden Sie jede Batteriecluster-Verwaltungseinheit nach unten, interagieren Sie mit anderen Geräteinformationen nach oben und geben Sie die Betriebsstatusinformationen des Batteriearrays zurück.
- Lade- und Entlademanagement des Batterie-Arrays
- BMS-System-Selbsttest und Fehlerdiagnosealarm
- Alarm für die Diagnose eines Akkupackfehlers
- Sicherheitsschutz für verschiedene anormale und fehlerhafte Zustände im Batterie-Array
- Kommunizieren Sie mit anderen Geräten wie PCS, EMS usw.
- Datenspeicherung, -übermittlung und -verarbeitung
Der Hauptzweck dieses Blogs besteht darin, jedem ein grundlegendes Verständnis des BMS-Frameworks zu vermitteln.
Im nächsten Blog konzentrieren wir uns auf die Funktionsweise von BMS, um Ihnen ein tieferes Verständnis der BMS-Funktionen zu vermitteln.
