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    电池yabo亚博app(BMS)
    2018-12-10 15:58:36 浏览次数:331

          BMS对于不同的人意味着不同的东西。它仅仅是一些电池监控系统,在充放电过程中检查电压、电流、电池以及内部环境中温度大小等参数一个关键操作。 BMS的监测电路通常会向保护装置提供输入,如果任何参数超出设定的极限,保护装置就会产生警报或将电池从负载或充电器上断开。

          电力或设备工程师负责的备用电源电池是防御的最后一关,断电或电信网络故障的BMS,这里意味着电池yabo亚博app。这样的系统不仅包含电池的监测和保护,还包括在需要时随时准备提供全功率的方法和延长电池寿命的方法。这包括从控制收费到维修的一切事务。

    汽车工程师的电池yabo亚博app的一个组成部分,电池yabo亚博app是一个复杂得多的速效能源yabo亚博app的组成部分,必须与其他车载系统(如整车控制器、电机控制器、通信和安全系统等)进行接口连接。

    因此有许多品种的BMS。

     

    设计一个电池yabo亚博app

          为了控制电池性能和安全需要理解需要控制什么,为什么需要控制。这需要一个深入了解的基本单体化学,性能特征和电池失效模型特别是锂电池故障 。电池不能仅仅被视为一个黑盒子。

    电池yabo亚博app的模块

    有三个主要目标共同所有的电池yabo亚博app

  • 保护单体或电池免受损害
  • 延长电池的寿命
  • 维护的电池状态可以实现应用程序的功能性需求指定它。
  •  为了实现这些目标,BMS可以包含以下功能中的一个或多个。

          单体保护保护电池的离开超过限度的操作条件是所有BMS设计程序的基础。  在实践中,BMS必须提供完整的,并几乎可以覆盖任何可能性的电池单体保护。  对于高电压和高功率的汽车电池来说,尤其如此,它们必须在恶劣的环境中工作,同时也会面临用户的胡乱使用。

         费用控制这是BMS的一个基本特征。电池充电不当造成的损坏比其他任何原因造成的损失都多

         需求管理不是与电池本身的操作直接相关的,而是指使用电池的应用程序。它的目标是通过在应用电路中设计节电技术,从而延长电池充电的时间,从而最大限度地减少电池的电流消耗。

         SOC的测定许多应用程序需要了解电池的电荷状态(SOC)或电池链中的单个电池的状态。这可能只是为了向用户提供电池容量的指示,或者在控制电路中需要它来确保充电过程的最佳控制。

         SOH的测定健康状况(SOH)是衡量电池能否提供其指定产出的能力。 这对评估应急电力设备的准备情况至关重要,并且是维护行动是否需要的指标。

        电池均衡在多单体电池连接而成的电池组中,由于生产工艺或操作条件之间的差异造成的,且往往与每个充电/放电循环而变大。在充电过程中,较弱的电池会因为过放时,会导致该电池变得更弱,直到电池最终失效。电池均衡是通过均衡单体电池的电压让每个单体电池电压一致的一种方法,从而延迟电池的使用寿命。

        历史记录(日志函数)监控和存储电池的历史是BMS的另一个可能的功能。这是必要的,以估计电池的健康状况,但也要确定是否受到滥用。诸如循环次数、最大和最小电压、温度和最大充放电电流等参数可以记录下来进行后续评估。这也是对是否在保修期内需要索赔的重要记录。

       身份验证和识别BMS还允许记录电池的信息,例如制造商的型号名称和电池的类型,这有助于自动测试和批次或序列号和制造日期,以便在电池故障时启用可追溯性。

       通信大多数BMS系统包含某种形式的电池和充电器或测试设备之间的通信。有些链接到其他系统与电池监测其条件或历史。通信接口也需要允许用户访问修改BMS的电池控制参数或诊断和测试。

     下面的例子说明BMS的三个不同的应用程序。

     智能电池

    的生活可充电镍镉和镍氢电池,如用于电动工具可以扩展的智能充电系统的使用,来促进了通信之间的电池和充电器。电池提供的信息规范,其现状和其使用的历史使用的充电器来确定最佳配置文件或收费,由应用程序的使用,控制其用法。

    充电器/电池组合的主要目标是允许更广泛的保护电路防止过度充电,或者损坏,电池,从而延长其寿命。负责控制可以在电池中或充电器中。应用程序/电池组合的目的是防止过载并保护电池。类似于充电器组合,放电控制可以在充电器中或电池中。

    虽然已经开发了一些包含智能的特殊电池,但智能化很可能在电池组中实现。

    系统的工作原理如下:

     智能电池,或智能电池,提供从传感器输出电压的实际状态,电流和温度在电池以及充电的状态。它还可以提供报警功能指示允许的操作条件。

     智能电池还包含一个程序的内存芯片制造商与电池的信息规范如:-

  • 制造业数据(名称、日期、编号等)
  • 电池类型
  • 电池容量
  • 机械大纲代码
  • 上下电压限制
  • 最大电流限制
  • 温度限制
  •  一旦放入电池中使用,内存也可以记录:-

  • 电池充电放电次数
  • 运行时间
  • 内部电池的阻抗
  • 它所经受的温度曲线
  • 任何强制冷却回路的操作
  • 任何超出限制的情况
  • 该系统还需要可以在电池或充电器中的设备,或者两者都可以根据一组规则中断充电或修改充电方式。类似地,电池放电可以由应用中的电池或需求管理电路来控制。

    智能电池还需要一个智能充电器,它可以说话或用一种语言进行通话。

    充电器已经这几个方面进行了编程,如对响应电池输入,优化充电过程,充电中以最大速度在预定的温度内充电,当温度过高时,采用放慢充电或停止充电,或接通冷却风扇,不超过极限工作温度,从而避免电池永久性损伤。如果电池内部阻抗变大,这表明对电池的修复是必要的,充电器也可以通过对电池进行多次深度充电,放电循环程序来改造电池。由于电池包含有关其规格的信息,可由充电器读取,因此只要符合约定的消息协议,就可以构建通用充电器,该充电器可以自动将充电配置文件调整到一系列电池化学和容量。

    它构成了主要用于低功率应用的智能电池系统的一部分。 符合SBS标准的电池称为智能电池。 然而,智能电池不限于SMS方案,并且许多制造商已经实现了它们自己的专有方案,这可能更简单或更复杂,这取决于应用的要求。

     使用这种技术,电池寿命提高了50%。

    自动控制系统

    这是一个自动控制系统的例子,其中电池向充电器提供关于其实际状况的信息,其将实际条件与期望条件进行比较,并产生用于启动控制动作以使实际条件与期望条件一致的误差信号。 控制信号构成反馈回路的一部分,其提供自动补偿以将电池保持在其期望的操作参数内。 它不需要任何用户干预。 一些形式的自动控制系统是所有BMS的重要组成部分。

    电池监控

    除了与充电器通话,智能电池还可以与用户或其他系统进行通话,电池可能是其中的一部分。它提供的信号可以用来打开警告灯,或者告诉用户电池的状况以及电池的电量。

    监控电池状况是所有电池yabo亚博app的重要组成部分。 在以下两个示例中的第一个中,控制措施是手动的, - 电站维护工程师解决了任何缺陷。 在第二个例子中,电池是自动控制系统的一部分,它由几个互连的反馈回路组成,控制电池本身以及作为整个车辆能源yabo亚博app的一部分。

     电厂BMS

    备用和应急电源设备的电池管理要求有很大差异。电池长时间可能无法充电,不时会涓流充电,或者在电信设备中,电池可能会保持浮充电,以使其始终充满电。由于其性质,这些设备必须随时可用。管理这种设备的重要责任是了解电池的状态,以及是否可以依赖于在中断期间支持其负载。为此,了解电池的SOH和SOC至关重要。在铅酸电池的情况下,可以通过使用比重计测量细胞中电解质的比重来确定各个单体的SOC。传统上,确定SOH的唯一方法是通过放电测试,即通过完全放电和测量其输出。这样的测试是非常不方便的。对于大型安装,可能需要8个小时才能卸下电池,另外需要三天才能充电。在此期间,除非提供备用电池,否则安装将不会有紧急电源。

    已经发现,电池的阻抗与SOC具有反相关性,并且作为阻抗的倒数的电导与电池的SOH具有直接的相关性。 这两个测试都可以在不释放电池的情况下进行,但监控设备仍然可以保持原位,从而提供永久的在线测量。这允许工厂工程师对电池状况进行最新的评估,以便能够检测到电池性能的任何恶化,并且可以规划适当的维护动作。( 备注:因此有些电池厂将电池电量放到最低后测电池阻抗大小或者通过看充满后的容量大小,将数值一致的单体电池配成一组进行并联,对电池厂配组的朋友有帮助)

     汽车BMS

    汽车电池管理比前两个例子要求要高得多。它必须与许多其他车载系统接口,它必须在快速变化的充放电条件下实时工作。

    随着车辆的加速和制动,它必须在恶劣和不受控制的环境中工作。 该示例描述了一个复杂的系统,作为可能的示例,然而并不是所有的应用程序将需要这里显示的所有功能。

    BMS的功能适合混合动力电动汽车的如下:

     监控单个细胞的条件构成了电池

  • 监控构成电池的各个单体电池的状况
  • 保持所有单体电池都在其操作限制内
  • 在不受控制的条件、通讯或滥用的情况下提供“故障安全”机制
  • 隔离电池在紧急的情况下
  • 补偿任何失衡的单体电池
  • 设置电池的工作点,允许再生制动充电被未过充的电池吸收
  • 提供信息上的电荷状态(SOC)的电池。这个函数通常被称为“燃油量表”或“油表 
  • 提供信息的健康状况(SOH)的电池。这个条件的测量提供了一个指示使用电池相对于一个新的电池。
  • 为司机提供信息显示和警报
  • 预测范围可能与电池的剩余电荷(EVs需要这个)
  • 接受和执行控制指令相关的车辆系统
  • 提供充电电池的最佳充电算法
  • 前提供pre-charging允许负载阻抗测试开关和两阶段充电限制涌入电流
  • 提供存取单个电池的方法
  • 应对车辆工况的变化
  • 记录电池使用和滥用。 (频率、强度和持续时间的宽容条件)称为日志功能
  • 在单体电池故障的情况下紧急“Limp Home Mode”。
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    在实际系统的BMS不仅仅可以将车辆功能管理电池。它可以确定车辆所需的操作模式,无论是加速、制动、空转或停止,并实施相关的电力管理行为。

     单体保护

    电池yabo亚博app的主要功能之一是提供必要的监视和控制,以保护单体电池不受外界环境或操作环境的影响。由于恶劣的工作环境,这在汽车应用中尤其重要。除了个别电池保护,汽车系统必须设计,以应对外部故障情况下,隔离电池,以及解决故障的原因。例如,冷却风扇可以打开如果电池过热。如果过热过度,则电池可能断开。

     电池电荷状态(SOC)

    确定电池的充电状态(SOC)是BMS的第二大功能。 不仅需要SOC来提供燃油表指示。 BMS监测和计算电池中每个单个电池的SOC,以检查所有电池中的均匀电荷,以便验证各个电池不会过压。

    SOC指示也用于确定充电和放电周期的结束。 过充电和过放电是电池故障的主要原因之一,BMS必须将电池保持在所需的DOD运行极限内。

    混合动力车辆电池需要高功率充电能力用于再生制动和高功率放电能力,用于发射辅助或升压。 因此,它们的电池必须保持在能够释放所需功率的SOC,但是仍然具有足够的净空以接受所需的再生能量,而不会使电池过度充电。 为了完全充电HEV电池进行电池平衡(见下文)将会降低再生制动的充电接受能力,从而降低制动效率。 设定下限以优化燃油经济性,并且还可以防止可能缩短电池寿命的过度放电。 因此,HEV需要精确的SOC信息来保持电池工作在所需的安全限度内。
     

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