Un sistema di gestione della batteria è un sistema elettronico che gestisce una batteria ricaricabile.
Un sistema di gestione della batteria è il cervello di una batteria
Un pacco batteria con un sistema di gestione della batteria integrato è un pacco batteria intelligente. Un caricabatteria intelligente che può essere collegato al BMS della batteria intelligente tramite bus CAN o qualsiasi altro protocollo di comunicazione carica la batteria. È necessario utilizzare un caricabatteria intelligente per caricare una batteria intelligente.
Batteria agli ioni di litio, una delle batterie comuni che utilizzano in un veicolo elettrico sono costosi e soggetti a danni. La durata della batteria è importante!!
Le possibilità di fuga termica della batteria agli ioni di litio sono molto più elevate e ogni cella deve essere monitorata individualmente per prevenire danni.
Le applicazioni mobili sarebbero efficienti (la batteria dura a lungo) solo se la batteria funziona alla massima efficienza. Con una corretta termica e potere gestione, una batteria deve funzionare in modo ottimale per ottenere il massimo da essa.
La funzione principale di un BMS è quella di proteggere la batteria da eventuali danni in un'ampia gamma di condizioni operative.
Viene impedito il funzionamento di una batteria al di fuori dell'area operativa sicura
Altre funzioni di BMS sono
Un sistema di gestione della batteria ha le seguenti funzioni.
Monitora tensione, corrente, temperatura, stato di carica (SOC), stato di salute (SOH), profondità di scarica (DOD), stato di alimentazione (SOP) e flusso del refrigerante.
Utilizzando i parametri di cui sopra, un BMS calcola alcuni valori utili e aiuta a proteggere la batteria.
I seguenti sono alcuni di essi.
Massima corrente di carica, Massima corrente di scarica, Energia erogata dall'ultima carica, Impedenza interna di una cella, Carica immagazzinata nella batteria, Energia totale erogata dal primo utilizzo, Tempo totale di funzionamento dal primo utilizzo, Numero totale di cicli.
Un sistema di gestione della batteria comunica con l'hardware di basso livello tramite sensori e con interfacce uomo-macchina (HMI) tramite bus CAN. Il quadro strumentale in un veicolo elettrico (qualsiasi veicolo) indica le informazioni utente dal sistema di gestione della batteria.
Le funzioni più importanti del BMS sono elencate di seguito
Un BMS funge da dispositivo intermedio che collega il carico dalla batteria per evitare variazioni di carico eccessive per proteggere la batteria.
Bilanciamento cellulare migliorare le prestazioni della batteria è un'altra funzione del BMS. Tutte le celle di una batteria vengono mantenute in un uguale stato di carica dissipando la carica in eccesso in alcune celle, regolando la carica delle celle e spegnendo alcuni gusci.
Un sistema di gestione della batteria è un circuito di controllo elettronico che monitora la batteria. Molti circuiti integrati BMS sono disponibili sul mercato. Per esempio. Texas Instruments ha il BMS IC TPS65011
Quali sono i componenti di un sistema di gestione della batteria?
La corrente e le correnti totali nelle singole celle della batteria vengono rilevate per calcolare l'energia totale immagazzinata e utilizzata dalla batteria.
Il consumo di corrente nel tempo ti darebbe l'energia rimasta nella batteria.
Il monitoraggio della tensione della cella e della tensione della batteria sono le funzioni di un sistema di gestione della batteria in un veicolo elettrico. Sensori di tensione collegati al monitoraggio della batteria tensione a circuito aperto e la differenza potenziale quando la batteria è carica.
La salute della batteria dipende fortemente dalla tensione della cella. L'intervallo di tensione in cui la batteria può caricarsi e scaricarsi deve essere rigorosamente rispettato per ottenere le migliori prestazioni dalla batteria. Ad esempio, una batteria agli ioni di litio con tensione nominale di 3,6 V ha valori nominali di tensione massima e minima rispettivamente di 2,8 V e 4,2 V [Riferimento].
Un metodo utilizzato per verificare se la batteria è completamente carica misurando la tensione a circuito aperto. In questo modo è possibile regolare la carica della batteria.
Ogni cella contenuta nella batteria di un veicolo elettrico viene monitorata individualmente tramite un sistema di gestione della batteria. L'interruttore statico come il FET e il controller insieme collega e scollega le celle dal carico e dal circuito di carica, se necessario.
Una batteria agli ioni di litio, che è la tecnologia della batteria comune in un moderno veicolo elettrico, è sensibile alla temperatura. Un cortocircuito provoca una generazione di calore consecutiva e un'instabilità termica della batteria.
La gestione termica è molto importante in una batteria. Anche la temperatura influisce sull'efficienza della batteria.
Il raffreddamento attivo può essere attivato misurando la temperatura delle celle in un pacco batteria per proteggerle dal fuoco.
Due parametri importanti della batteria sono lo Stato di carica e lo Stato di salute . SOC indica il livello di carica di una batteria (%).
Esistono due tipi di SOC
Generalmente, SOC si riferisce a RSOC.
Lo stato di salute indica la capacità di una batteria di funzionare come se fosse nuova. Il rapporto tra la capacità di energia attuale e la capacità della batteria quando era nuova è definito come SOH.
Il calcolo dello stato di carica (SOC) utilizza diversi algoritmi come
La stima dello stato di salute include il numero di calcoli del ciclo di carica-scarica.
L'interfaccia utente indica all'utente lo stato della batteria e altri dati rilevanti. Eventuali input dell'utente verrebbero inviati anche alla centralina di gestione della batteria, se necessario dall'interfaccia utente.
Un modello di batteria è necessario per verificare il funzionamento di un sistema di gestione della batteria. Il modello sviluppato utilizzando equazioni matematiche può essere utilizzato per analizzare un BMS.
Puoi leggere:Come sviluppare un modello di batteria per la simulazione di un veicolo elettrico?
Per marcare l'ora i dati misurati, la stima della vita, la stima dell'energia, ecc. richiedono un segnale orario. Un orologio in tempo reale in BMS aiuta qui.
I dati raccolti ed elaborati verranno conservati per ulteriori analisi. La stima della vita, la stima dello stato di salute, ecc. richiedono i dati iniziali archiviati in memoria.
Le proprietà desiderabili di un sistema di gestione della batteria sono elencate di seguito
Un sistema di gestione della batteria per un veicolo elettrico e ibrido elettrico è necessario proteggere e gestire la batteria ad alta tensione. La batteria agli ioni di litio utilizzata nei veicoli elettrici si danneggia facilmente se non è ben mantenuta.
Carica, scarica incontrollata, temperatura elevata, ecc. danneggiano le celle. Un sistema di gestione della batteria aiuta a proteggere la batteria da questi danni.
