Cách thức hoạt động của BMS

Nguyên lý hoạt động của BMS (Ắc quy Hệ thống quản lý chủ yếu bao gồm thu thập dữ liệu, phân tích và xử lý, thực thi điều khiển và truyền tải thông tin. Sau đây là phần giới thiệu chi tiết:

Thu thập dữ liệu

Kết nối với pin hoặc hệ thống quản lý pin (BMS) thông qua nhiều cảm biến độ chính xác cao để thu thập thông tin các thông số quan trọng của pin, bao gồm:

Cảm biến điện áp:Đo chính xác giá trị điện áp của các cell pin hoặc Bộ pinvà nhanh chóng phát hiện các điều kiện điện áp bất thường như sạc quá mức và xả quá mức.

Cảm biến dòng điện:Thiết bị này giám sát dòng điện sạc và xả của pin, cung cấp cơ sở để phân tích đặc tính sạc và xả của pin.

Cảm biến nhiệt độ: Luôn chú ý đến sự thay đổi nhiệt độ của pin, vì nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất và tuổi thọ của pin. Việc theo dõi nhiệt độ chính xác cho phép thực hiện các biện pháp tản nhiệt hoặc cách nhiệt trước khi cần thiết.

Xử lý phân tích

Chuyển đổi tín hiệu:Dữ liệu tín hiệu tương tự thu thập được sẽ được truyền đến card thu thập dữ liệu, card này sẽ chuyển đổi tín hiệu đó thành tín hiệu số để xử lý tiếp.

Xử lý dữ liệu sơ bộNhờ sự hỗ trợ của phần mềm và thuật toán xử lý dữ liệu chuyên nghiệp, dữ liệu được lọc, hiệu chỉnh và thực hiện các thao tác tiền xử lý khác để loại bỏ nhiễu và cải thiện độ chính xác của dữ liệu.

Ước tính trạng thái: Sử dụng các thuật toán cụ thể để ước tính và phân tích các thông số chính của pin, chẳng hạn như trạng thái sạc (SOC), trạng thái sức khỏe (SOH) và trạng thái công suất (SOP). Ví dụ, thuật toán bộ lọc Kalman kết hợp dữ liệu lịch sử với dữ liệu được thu thập hiện tại để liên tục tối ưu hóa việc đánh giá trạng thái pin, từ đó hiểu đầy đủ hiệu suất và trạng thái của pin.

Kiểm soát việc thực thi

Kiểm soát quá trình sạc và xả:Dựa trên trạng thái pin và các thông số cài đặt trước, quá trình sạc và xả pin được điều khiển để ngăn ngừa sạc quá mức, xả quá mức và quá dòng, bảo vệ sự an toàn và tuổi thọ của pin. Ví dụ, khi điện áp pin đạt đến ngưỡng điện áp quá sạc, hệ thống quản lý pin (BMS) sẽ ngắt mạch sạc kịp thời; khi điện áp pin thấp hơn ngưỡng điện áp quá xả, BMS sẽ ngừng xả.

Quản lý cân bằng: Do sự không đồng nhất của pin trong quá trình sản xuất và sử dụng, hệ thống quản lý pin (BMS) sẽ sử dụng các phương pháp cân bằng để làm cho pin đồng nhất, bao gồm cân bằng thụ động và cân bằng chủ động. Cụ thể, một cặp ngưỡng được thiết lập để bắt đầu và kết thúc quá trình cân bằng. Khi sự khác biệt giữa giá trị cực trị của điện áp từng cell và giá trị trung bình của nhóm điện áp này đạt đến ngưỡng bắt đầu, quá trình cân bằng sẽ bắt đầu, và khi đạt đến ngưỡng kết thúc, quá trình cân bằng sẽ kết thúc.

Quản lý nhiệt:Dựa vào nhiệt độ của pin, hệ thống quản lý pin (BMS) sẽ điều khiển thiết bị tản nhiệt hoặc thiết bị sưởi để đảm bảo pin hoạt động trong phạm vi nhiệt độ thích hợp, từ đó nâng cao hiệu suất và tuổi thọ của pin. Ví dụ, khi nhiệt độ pin quá cao, BMS sẽ khởi động quạt làm mát hoặc bơm nước làm mát để tản nhiệt; khi nhiệt độ pin quá thấp, BMS sẽ bật bộ phận gia nhiệt để làm nóng pin.

Truyền thông tin

Truyền thông nội bộ: Trong hệ thống quản lý pin phân tán (distributed BMS), bộ điều khiển chính và bộ điều khiển phụ thực hiện truyền dữ liệu và tương tác lệnh thông qua các phương thức truyền thông như bus CAN; trong hệ thống quản lý pin tập trung (centralized BMS), mỗi mô-đun chức năng sử dụng giao tiếp nội bộ trên bo mạch để nâng cao hiệu quả truyền thông và đảm bảo thu thập dữ liệu đồng bộ.

Truyền thông bên ngoài:Hệ thống quản lý pin (BMS) giao tiếp với máy tính chủ, bộ điều khiển xe, bộ sạc và các thiết bị ngoại vi khác thông qua giao diện truyền thông, truyền tải thông tin trạng thái pin đến chúng và nhận các lệnh điều khiển từ chúng. Ví dụ, BMS truyền tải thông tin về trạng thái sạc (SOC), trạng thái sức khỏe (SOH) và các thông tin khác của pin đến bộ điều khiển xe, và bộ điều khiển xe sẽ điều khiển chiến lược quản lý năng lượng của xe dựa trên thông tin này; BMS giao tiếp với bộ sạc để điều khiển và quản lý quá trình sạc.