Làm thế nào để chọn đúng BMS cho gói pin Li-ion?

Chọn một hệ thống quản lý pin phù hợp (BMS) cho bộ pin lithium-ion đòi hỏi phải xem xét toàn diện các thông số pin, kịch bản ứng dụng, yêu cầu chức năng,hiệu quả chi phí và các yếu tố khácDưới đây là hướng dẫn lựa chọn chi tiết:

I. Hiểu các thông số chính của bộ pin

1. Voltage và Capacity

• Phạm vi điện áp danh nghĩa và tổng (ví dụ, điện áp danh nghĩa của bộ pin Li-ion 16S là 57,6V và điện áp sạc là 67.2V) ảnh hưởng trực tiếp đến việc lựa chọn phạm vi giám sát điện áp của BMS

• Năng lượng (ví dụ 25,5Ah) xác định khả năng xử lý hiện tại của BMS, cần phải phù hợp với dòng sạc và xả tối đa (ví dụ:nếu dòng điện xả liên tục tối đa của pin là 25A, BMS cần hỗ trợ bảo vệ dòng ≥ 25A)

2. Charge/discharge multiplier và tuổi thọ chu kỳ

• Pin tốc độ cao (ví dụ: 2C hoặc 3C) đòi hỏi một BMS hỗ trợ kiểm soát sạc / xả nhanh để ngăn chặn quá tải.
• Tuổi thọ chu kỳ (ví dụ: 300 chu kỳ) cần được kết hợp với khả năng quản lý cân bằng của BMS để làm chậm sự suy giảm công suất

3.Phạm vi nhiệt độ và kháng cự bên trong

• Phạm vi nhiệt độ hoạt động (ví dụ: 0-45 °C để sạc, -20-60 °C để xả) đòi hỏi BMS phải có chức năng giám sát vùng nhiệt độ rộng và quản lý nhiệt.
• Chống bên trong thấp (ví dụ: ≤ 120mΩ) làm giảm mất năng lượng và yêu cầu BMS hỗ trợ thu thập điện áp chính xác (± 3mV) để tối ưu hóa cân bằng.

I.Yêu cầu kịch bản ứng dụng rõ ràng

Sự tập trung vào BMS khác nhau đáng kể từ kịch bản này sang kịch bản khác:

1Xe điện

• Phản ứng động:Đánh giá SOC chính xác cao và điều khiển thời gian thực là cần thiết, và truyền thông bus CAN được hỗ trợ để nhận ra sự tương tác với toàn bộ hệ thống xe.
• Yêu cầu an toàn:bảo vệ nhiều lần (động thái quá cao, điện áp thấp, mạch ngắn, v.v.), và thích nghi với rung động, nhiệt độ cao và môi trường khắc nghiệt khác.

2Hệ thống lưu trữ năng lượng

• Sự ổn định:Nhấn mạnh quản lý cân bằng trong chu kỳ dài hạn và hỗ trợ các giao thức giao tiếp TCP / IP để thích nghi với việc chuyển lưới.
• Kiểm soát chi phí:Ưu tiên kiến trúc mô-đun hoặc master-slave để giảm chi phí đơn vị lưu trữ năng lượng.

3Thiết bị di động

• Khối lượng và tiêu thụ năng lượng:chọn BMS tích hợp cao và tiêu thụ năng lượng thấp, chẳng hạn như chương trình chip duy nhất (ví dụ: loạt MAGIC AMG86)
• Chức năng đơn giản:Các giao diện truyền thông phức tạp có thể bị bỏ qua và các chức năng bảo vệ cơ bản được duy trì

III. Yêu cầu chức năng cơ bản

1. Kiểm soát độ chính xác

• Độ chính xác thu thập điện áp cần phải là ≤±3mV và lỗi phát hiện nhiệt độ ≤1°C để đảm bảo độ chính xác ước tính SOC/SOH

2Quản lý cân bằng

• Tỷ lệ cân bằng hoạt động (ví dụ, chuyển đổi DC / DC) phù hợp với các bộ pin công suất cao và dòng cân bằng ≥ 1A có thể giảm hiệu quả sự khác biệt điện áp
• Phân bằng thụ động là chi phí thấp, nhưng chỉ phù hợp với công suất nhỏ hoặc các ứng dụng nhân thấp

3Các cơ chế bảo vệ an ninh

• Cần bao gồm sạc quá mức, xả quá mức, điện quá mức, mạch ngắn, bảo vệ nhiệt độ quá mức, và một số kịch bản đòi hỏi thiết kế dư thừa (ví dụ: MOSFET kép).

4. Khả năng tương thích giao thức truyền thông

• Xe điện: CAN bus (ví dụ: Seplos BMS hỗ trợ giao tiếp với Pylontech, biến tần Growatt).
• Hệ thống lưu trữ năng lượng: RS485 hoặc Ethernet, hỗ trợ kết nối song song của nhiều máy tính

IV. Chọn topology và phần cứng

1. BMS tập trung

• Ưu điểm:chi phí thấp, phù hợp với bộ pin quy mô nhỏ (ví dụ như công cụ điện).

• Nhược điểm:khả năng mở rộng kém, khắc phục sự cố phức tạp

2. BMS phân phối

• Ưu điểm:thiết kế mô-đun, dễ bảo trì, phù hợp với các hệ thống lưu trữ năng lượng quy mô lớn.
• Nhược điểm:Chi phí phần cứng cao, dây chuyền phức tạp

3. Master-slave BMS

• Cân bằng chi phí và khả năng mở rộng, thường được sử dụng trong gói pin trung bình đến lớn cho xe điện.