Làm thế nào để kết hợp pin với BMS?
Việc kết hợp pin với BMS (Hệ thống quản lý pin) đòi hỏi phải xem xét toàn diện nhiều thông số kỹ thuật,các yêu cầu chức năng và kịch bản ứng dụng để đảm bảo an toàn, độ tin cậy và hiệu quả của hệ thống.
1Chứng minh rằng điện áp và thông số kỹ thuật hiện tại của pin và BMS phù hợp
- Phù hợp điện áp:
- Đảm bảo rằng tổng điện áp của bộ pin nằm trong phạm vi điện áp hoạt động định danh của BMS.điện áp của bộ pin cho một hệ thống lưu trữ năng lượng hoặc xe điện phải phù hợp với phạm vi điện áp được hỗ trợ bởi BMS (e.g., 12V, 24V, 48V hoặc cao hơn).
- Đối với bộ pin nối hàng loạt, BMS cần hỗ trợ giám sát điện áp của các pin riêng lẻ (ví dụ, phạm vi điện áp riêng của pin lithium-ion thường là 2,5V ~ 4,2V).
- Kết hợp hiện tại:
- Khả năng phát hiện hiện tại của BMS cần phải bao gồm dòng điện sạc / xả tối đa của bộ pin để đảm bảo rằng nó có thể theo dõi và kiểm soát chính xác quá trình sạc / xả.
2Đảm bảo tính tương thích của giao thức truyền thông
- Phù hợp với giao thức:
- Các giao thức liên lạc tương thích (ví dụ: CAN, SPI, RS-485 hoặc Bluetooth) được yêu cầu giữa BMS và hệ thống quản lý pin (ví dụ: BMS và biến tần, bộ sạc hoặc bộ điều khiển khác).
- Nếu một thiết bị của bên thứ ba được sử dụng (ví dụ: bộ biến tần lưu trữ năng lượng PCS), cần xác nhận rằng giao thức liên lạc của nó phù hợp với giao thức đầu ra của BMS,nếu không có thể yêu cầu chuyển đổi giao thức hoặc phát triển tùy chỉnh.
- Sự tương tác dữ liệu:
- Đảm bảo rằng BMS có thể truyền dữ liệu trạng thái pin (ví dụ: điện áp, dòng điện, nhiệt độ, SOC / SOH) đến các hệ thống khác trong thời gian thực và nhận lệnh điều khiển (ví dụ: lệnh sạc / xả).
3. Phù hợp chức năng bảo vệ
- Bảo vệ quá tải / quá xả:
- Các ngưỡng bảo vệ điện áp cao và thấp của BMS cần phải phù hợp với các đặc tính hóa học của pin (ví dụ:Bảo vệ điện áp quá cao cho pin Li-ion thường được đặt ở mức 4.2V/đơn vị và điện áp thấp ở 2,5V/đơn vị).
- Bảo vệ quá điện và mạch ngắn:
- BMS cần phải hỗ trợ dòng điện liên tục tối đa của bộ pin và có chức năng cắt dòng điện quá mức để ngăn ngừa thiệt hại do mạch ngắn hoặc dòng điện cao.
- Điều phối quản lý nhiệt:
- Nếu bộ pin được trang bị hệ thống làm mát, BMS cần phải được kết nối với các cảm biến nhiệt độ và tản nhiệt để đảm bảo nhiệt độ nằm trong phạm vi an toàn.
4Sự tương thích công nghệ cân bằng.
Chọn phương pháp cân bằng phù hợp theo công suất và cấu trúc kết nối song song hàng loạt của bộ pin:
- Phân bằng thụ động:
- Các kịch bản có thể áp dụng: Bộ pin dung lượng nhỏ, số lượng hàng loạt thấp (ví dụ như thiết bị điện tử tiêu dùng).
- Đặc điểm: cân bằng bằng tiêu thụ năng lượng kháng, cấu trúc đơn giản nhưng hiệu suất thấp.
- Tỷ lệ cân bằng hoạt động:
- Các kịch bản có thể áp dụng: dung lượng lớn, bộ pin có số dây cao (ví dụ như xe điện hoặc hệ thống lưu trữ năng lượng).
- Đặc điểm: cân bằng thông qua truyền năng lượng, hiệu quả cao nhưng chi phí cao (ví dụ: giải pháp chip DC-DC hai chiều của Collette).
5. Khớp môi trường lắp đặt và giao diện vật lý
- Kết nối điện:
- Cáp đúng theo các yêu cầu thiết kế phần cứng BMS để đảm bảo độ tin cậy và trở kháng thấp của mạch điện áp cao (xem nối đất và kết nối
- Sử dụng dây chống lão hóa và chống nhiệt độ cao để tránh tiếp xúc kém hoặc tăng nhiệt độ cao.
- Khả năng thích nghi với nhiệt độ và độ ẩm:
- Chọn mô hình phù hợp theo phạm vi hoạt động môi trường của BMS (ví dụ: BMS lưu trữ năng lượng cần phải thích nghi với phun muối ngoài trời và nhiệt độ cao / thấp,trong khi EV BMS cần phải tuân thủ các tiêu chuẩn môi trường trên tàu).
6. Kiểm tra và xác nhận
- Thử nghiệm chức năng:
- Kiểm tra xem độ chính xác thu thập điện áp, dòng điện và nhiệt độ của BMS có đáp ứng các tiêu chuẩn không (ví dụ: yêu cầu độ chính xác SOE cho BMS lưu trữ năng lượng, lỗi SOC ≤ 3% cho EV BMS).
- Mô phỏng các điều kiện làm việc cực đoan (ví dụ: sạc và xả nhanh, nhiệt độ quá cao, mạch ngắn) để kiểm tra tốc độ phản ứng bảo vệ của BMS.
- HIL (hardware-in-the-loop) thử nghiệm:
- Kiểm tra khả năng của BMS để làm việc với pin, tải và sạc thiết bị thông qua các công cụ mô phỏng
7. Chọn kịch bản thích nghi
- Hệ thống lưu trữ năng lượng:
- Nó cần hỗ trợ các chu kỳ sạc và xả lâu, có ước tính SOE (năng lượng dư thừa) chính xác cao và thích nghi với môi trường ngoài trời (ví dụ: phun muối, nhiệt độ cao và thấp).
- Xem tiêu chuẩn GB / T 34131-2023 và chú ý đến việc giám sát kháng cách nhiệt và tương thích đa giao thức.
- BMS xe điện:
- Tập trung vào thời gian thực, trọng lượng nhẹ và an toàn điện áp cao (ví dụ: truyền thông nhanh và bảo vệ độ trễ thấp phù hợp với GB / T 38661-2020).
- BMS không dây (ví dụ như giải pháp Tesla) có thể cần thiết để đơn giản hóa dây chuyền dây.
8. Kiểm tra tương thích của bên thứ ba
- Khớp với biến tần (PCS):
- Đảm bảo rằng giao thức liên lạc, áp suất / phạm vi hiện tại và logic bảo vệ của BMS và bộ biến tần lưu trữ năng lượng là phù hợp
- Phần mềm điều chỉnh thuật toán:
- Nếu các thuật toán cụ thể được yêu cầu, xác nhận rằng phần mềm BMS hỗ trợ hoặc có thể được tùy chỉnh.
Câu hỏi thường gặp và giải pháp
- Vấn đề 1: BMS không ổn định:
- Kiểm tra xem phương pháp cân bằng có phù hợp với các đặc điểm của bộ pin không (ví dụ: pin công suất lớn cần phải được cân bằng tích cực).
- Vấn đề 2: Sự gián đoạn liên lạc:
- Xác nhận xem phiên bản giao thức, tốc độ baud, và màn chắn tín hiệu có đáp ứng được yêu cầu không.
- Vấn đề 3: Bảo vệ Trình kích hoạt sai:
- Chuẩn đoán ngưỡng cảm biến, hoặc kiểm tra dây điện cho sự tiếp xúc kém.
Tóm lại.
Khớp với pin và BMS cần phải được xem xét toàn diện từ nhiều chiều như các thông số điện, giao thức truyền thông, logic bảo vệ, khả năng thích nghi với môi trường,và xác minh thử nghiệmĐối với các hệ thống phức tạp (ví dụ: lưu trữ năng lượng hoặc xe điện), nên tham khảo các tiêu chuẩn ngành (ví dụ: GB / T) và tiến hành kiểm tra HIL nghiêm ngặt để đảm bảo một hệ thống an toàn và đáng tin cậy.Nếu sử dụng BMS không gốc, nên chú ý đặc biệt đến tính tương thích giao thức và chứng nhận của bên thứ ba.