Изучение технологии BMS литиевой батареи для двухколесных транспортных средств

Изучение технологии BMS литиевой батареи для двухколесных транспортных средств

Частичная замена свинцово-кислотных аккумуляторов литиевыми - это тенденция, и постепенно сформировался консенсус. В частности, в области электрических велосипедов, поскольку новый национальный стандарт на электрические велосипеды принял технические решения, литиевые батареи начали ускорять свое проникновение. Рыночный спрос на электрические велосипеды сильно вырос. Такой политический резонанс с рынком привел к появлению огромного нового рыночного пространства для литиевых батарей.

Замена свинцово-кислотных аккумуляторов литиевыми приведет к серьезным изменениям в существующей рыночной структуре спроса и предложения не только с точки зрения продуктов и технологий, но и всей системы цепочки поставок, бизнес-модели и операционной модели.

Ниже приводится публикация темы" Обсуждение технологии BMS литиевой батареи&для двухколесного транспортного средства; Сделано д-ром Янгом, генеральным директором FIRSTEK.

FIRSTEK - это предприятие, специализирующееся на R& D, производстве и инновациях в области технологий платформы систем управления батареями и технологий больших данных. Продукты в основном используются в гражданской промышленности и энергоснабжении электростанций, чисто электрических двух или трех колесах, вспомогательных роботах и ​​военного источника питания. В настоящее время часть продукции экспортируется в Европу, Америку и другие страны. Еще в начале 2018 года FIRSTEK начал настраивать и разрабатывать интеллектуальные платы защиты для рынка двухколесных общих аккумуляторных батарей, и постепенно последовали партии. На торговых терминалах использовано более 100 000 комплектов продукции.

Первый аспект - текущая ситуация в отрасли. В настоящее время двухколесные аккумуляторные батареи в основном имеют два направления: во-первых, переход на рынок литиевых батарей на свинцово-кислотные аккумуляторы; во-вторых, рынок литиевых батарей. При замене свинцово-кислотной батареи на литиевую, используется оригинальный интерфейс в форме продукта на автомобиле. Продукт BMS основан на чисто аппаратной плате защиты. Сложно добиться коммуникативных функций. В то же время при использовании он легко воспламеняется, и на это нужно много времени. Вызвать повреждение разъема. Кроме того, поскольку он не имеет функции связи, контроллер не может связываться с аккумуляторной батареей, и транспортное средство не может работать с ограниченной мощностью. Что касается литиевых батарей, большинство интерфейсов BMS имеют функции связи и могут использоваться для связи с контроллерами и измерителями. Вообще говоря, на счетчике может отображаться не только информация о токе, напряжении и неисправностях. В то же время посредством информационного взаимодействия между BMS и контроллером может быть достигнута регулировка выходной мощности, взаимодействие с данными и т. Д., Что значительно улучшает общие характеристики транспортного средства. В этом типе транспортных средств обычно используются интеллектуальные защитные панели.

Во втором аспекте мы представим технологию пробуждения платы интеллектуальной защиты. Двухколесные электромобили кажутся простыми, но реальные сценарии применения немного сложнее, чем автомобили. Далее я познакомлю вас с принципами и сценариями применения нескольких методов пробуждения:

1. Переключитесь в режим пробуждения. Через вспомогательный интерфейс на интерфейсе состояние переключателя двух узлов используется, чтобы позволить интеллектуальной плате защиты распознать, что аккумуляторная батарея находится в автомобиле или зарядном устройстве и во время транспортировки. Наиболее очевидным преимуществом является то, что аккумуляторную батарею можно разместить на земле или во время транспортировки, чтобы гарантировать, что основной линейный интерфейс аккумуляторной батареи не заряжен, что является большим преимуществом для безопасности аккумулятора. Если BMS не имеет функции распознавания, положительный P и отрицательный P аккумуляторной батареи могут создать угрозу безопасности, когда аккумуляторная батарея всегда заряжена. Благодаря простейшей функции пробуждения переключателя он может легко решить проблему зарядки интерфейса. В то же время, он также может решить функцию предварительной зарядки при включении, избегая возгорания аккумуляторной батареи из-за процесса зарядки.

2. Загрузите пробуждение. Это приложение связано с внутренней нагрузкой. Как правило, P положительный и P отрицательный используются, чтобы определить, есть ли нагрузка на серверную часть, чтобы определить, находится ли он в состоянии автомобиля, чтобы разбудить систему управления. Эта функция проста в использовании, но в практических приложениях есть еще несколько соображений. Это не простое обнаружение нагрузки сразу после пробуждения, потому что нет другого входного сигнала, поэтому, как BMS, она может обнаруживать, когда она просыпается, но невозможно обнаружить информацию о снятии нагрузки с автомобиля. Если вы хотите знать эту информацию, вам необходимо использовать другие методы пробуждения в сочетании с этим методом пробуждения, в противном случае функция пробуждения при загрузке не может обеспечить переход в режим сна с низким энергопотреблением. .

3. Просыпайтесь после выписки. Это относится к пробуждению разрядным током. Упомянутое ранее пробуждение нагрузки используется для определения наличия нагрузки. Пробуждение при разряде относится к пробуждению путем определения величины разрядного тока. В общем, аккумулятор ставится в машину. Что касается электрического мотоцикла, то, хотя пользователь не использует его в течение недели или двух, аккумулятор всегда подключен к машине. В этом состоянии энергопотребление самой BMS приведет к тому, что когда аккумулятор полностью заряжен, его хватит примерно на 40 дней. Чтобы иметь возможность продлить время использования, мы выполним некоторую работу в режиме сна, например, как долго машина засыпает, если она не используется, и как разбудить ее с помощью BMS после перехода в состояние сна? В это время можно использовать текущий режим для пробуждения.

4. Просыпаться при зарядке. BMS активируется выходным напряжением зарядного устройства. Однако следует отметить, что зарядное устройство для зарядки и пробуждения не может быть легковым автомобилем, который должен обмениваться данными перед выдачей зарядного напряжения. Для пробуждения зарядки требуется, чтобы метод работы зарядного устройства&# 39: подача напряжения зарядки для пробуждения BMS, а затем переход к нормальному процессу зарядки после обмена данными. Самым большим преимуществом этой функции пробуждения является то, что недостаточный заряд батареи приводит к пониженному напряжению, и BMS не может работать автоматически. После пробуждения зарядкой BMS может нормально работать. Этот метод очень полезен для защиты от пониженного напряжения. Но для того, чтобы заряжать более разумно, мы обычно рекомендуем, когда клиенты делают это в этом месте, сначала дайте зарядному устройству пройти зарядку с небольшим пределом тока, а затем переключиться на зарядку обычным током после взаимодействия с данными зарядного устройства.

5. Связь просыпается. Обычно относится к пробуждению BMS посредством передачи данных. В проекте двухколесного электрического мотоцикла, с которым мы связались, начиная с недорогой связи 485 и заканчивая текущим общим каналом связи CAN, также часто можно активировать систему управления аккумулятором (BMS) с помощью этих методов связи.

6. Просыпается вибрация. Это способ проснуться, добавив датчик вибрации к BMS. Вообще говоря, БМС легко уснуть. Чтобы сэкономить электроэнергию на электрическом мотоцикле, BMS автоматически перейдет в спящий режим в соответствии с определенной стратегией, но при каких обстоятельствах он проснется? Если используется метод сильноточного пробуждения, стоимость конструкции на самом деле относительно высока, а технические показатели также относительно сложны. Простого метода также можно добиться с помощью вибрационного пробуждения.

7. Откройте крышку, чтобы проснуться. В основном относится к упакованному батарейному блоку, который используется для записи нештатных событий, когда он ненормально открыт. Эта функция обычно присутствует в небольших аккумуляторных батареях. Электронные замки велосипедов Mobike и OFO оснащены этой функцией, в основном для предотвращения неправильного использования продукта пользователями или открытия крышки продукта без разрешения. Пробуждение при открытии крышки обычно реализуется с помощью светового датчика. Обычно BMS устанавливается внутри аккумуляторной батареи без света. BMS может реализовать функцию пробуждения, когда крышка открыта, обнаруживая изменения в освещении.

8. Удаленное пробуждение. Эта функция означает, что пользователь реализует функцию пробуждения BMS, добавляя удаленный модуль данных. Обычно используется для лизинга двухколесного транспорта. В процессе лизинга пользователь не платит вовремя и по графику. Оператор может заблокировать аккумуляторную батарею удаленно, и BMS также перейдет в неактивное состояние. В этом случае BMS может использовать удаленное пробуждение для повторного использования. С другой стороны, если аккумулятор не использовался в течение длительного времени, например, когда он был помещен в угол клиентом, в этом случае BMS может быть удаленно разбужена, чтобы определить аккумулятор и состояние аккумулятора. можно удаленно контролировать, и текущий статус может быть передан на сервер, чтобы избежать потери ресурсов аккумуляторной батареи и чрезмерной разрядки батареи, вызванной длительным хранением.

Третья часть - это расчет SOC для двухколесной техники. На самом деле, этот аспект является относительно горячей темой для легковых автомобилей, и с двухколесными автомобилями он является более сложным, чем с легковыми автомобилями, потому что ситуация со злоупотреблением более сложна. Расчет SOC обычно включает следующие методы: во-первых, метод интегрирования в ампер-часах; во-вторых, сбросить до стратегии полной калибровки; в-третьих, калибровка OCV; в-четвертых, динамическая компенсация и калибровка.

Ниже приводится список общих факторов, влияющих на расчет SOC при использовании двухколесных транспортных средств.

При применении двухколесных транспортных средств проблема подчеркивается из-за ошибки SOC, вызванной использованием неглубокой зарядки и неглубокой разрядки. Большинство пользователей используют аккумулятор после его полной зарядки. Однако, когда используются двухколесные транспортные средства, они часто перезаряжаются, когда они не работают, и почти уезжают, когда они заряжены. Как правило, аккумулятор не может быть полностью заряжен, особенно в приложениях с общей заменой аккумулятора. Например, когда экспресс-водители используют общие аккумуляторные блоки, чтобы обеспечить удобную транспортировку, они перейдут на аккумуляторный блок большей емкости, когда увидят аккумуляторный шкаф, что приведет к тому, что аккумулятор всегда будет в состоянии мелкой зарядки и неглубокие выделения. Влияние погрешности SOC двухколесного транспортного средства относительно велико.

Во-вторых, влияние температуры окружающей среды и скорости разряда на собственную емкость аккумулятора ГГ. Электромотоциклы во время движения находятся в условиях высоких и низких температур. Эти условия сильнее сказываются на самой батарее. Как BMS, исходные данные, которые мы можем контролировать, - это напряжение, ток, температура и другая информация, но нет возможности контролировать батарею. Его собственная емкость не снижается, поэтому внешняя среда и привычки использования разными водителями имеют большое влияние на собственную емкость аккумулятора'.

В-третьих, срок службы батареи. Поскольку стоимость использования аккумуляторов для двухколесных транспортных средств ниже, чем для легковых автомобилей, срок службы аккумуляторных батарей для двухколесных транспортных средств обычно меньше, чем у легковых автомобилей. Таким образом, разные производители должны обращать внимание на срок службы батарей в зависимости от модели и разных групп потребителей.

В-четвертых, несостоятельность аккумуляторов. Поскольку емкость аккумуляторной батареи двухколесного транспортного средства, как правило, не очень велика, но мощность зарядки и разрядки не очень мала, относительно легко проявляется единообразие сердечника аккумуляторной батареи. Особенно через полгода и год будет большая разница в напряжении аккумуляторных элементов, что серьезно повлияет на оценку SOC.

В-пятых, влияние точности измерения тока и напряжения BMS на оценку SOC. BMS необходимо получить необработанные данные о аккумуляторной батарее для оценки SOC. Однако в BMS для двухколесных транспортных средств, чтобы лучше соответствовать требованиям заказчика&# 39 по низкой стоимости для BMS, иногда приходится отказываться от некоторой точности. Но насколько нужно снизить точность? При этом также необходимо учитывать степень влияния на SOC.

С другой стороны, энергопотребление самой BMS также имеет большее влияние на оценку SOC. Для приложений BMS в автомобильной сфере система BMS может достичь нулевого энергопотребления после выключения ключа. После отключения низковольтного питания BMS отключится без потребления энергии. Но в маломощных продуктах с помощью BMS непросто добиться нулевого энергопотребления.

Сон BMS обычно делится на глубокий сон и неглубокий сон. При переходе в глубокий сон он может быть ниже 20 мА. Если вы рассчитываете в соответствии с потребляемым током 10 мА, вы обнаружите, что заряд батареи составляет около 40% через долгое время. Около 50 дней в основном разряжается аккумулятор. Поэтому, когда мы рассчитываем SOC, нам нужно включить энергопотребление самой BMS.

Четвертый аспект - новая инфраструктура для двухколесных транспортных средств. Сервисная платформа двухколесного транспортного средства - это платформа удаленного мониторинга данных. В настоящее время проводится дополнительная работа по сбору и сбору данных. Кроме того, необходимо оценить SOH аккумуляторного элемента и пакета PACK, который может обеспечить раннее предупреждение для пользователя, избежать разрядки аккумулятора и иметь неблагоприятные последствия для использования&# 39 пользователем.

Фактически, мы обнаружили проблему в проекте, с которым мы связались ранее, и нам нужно выдвинуть различные требования к функции удаленной передачи данных в соответствии с различными сценариями использования. Например, что касается легковых автомобилей, государство позже объединило предложение о загрузке данных на платформу больших данных для единого надзора, но для применения двухколесных электрических мотоциклов действительно необходима функция удаленной передачи данных? Мы знаем, что функция удаленной передачи данных увеличит стоимость. Текущие операторы связи с картой 2G в ближайшее время прекратят работу. Помимо высокого энергопотребления модуля 4G, его стоимость также относительно высока по сравнению со стоимостью аккумуляторного блока небольшой емкости. Другими словами, стоимость установки модуля удаленной передачи данных очень высока. Некоторые клиенты увеличивают цель удаленной передачи данных, чтобы предотвратить потерю аккумуляторных блоков. Однако после одного или двух лет статистики было обнаружено, что даже если стоимость утерянной аккумуляторной батареи оплачивается напрямую, она все равно меньше стоимости добавления удаленного модуля к каждой аккумуляторной батарее. Поэтому добавление функций удаленной передачи данных в области двухколесных транспортных средств в настоящее время не имеет большого смысла.

Спасибо вам всем!