Akkumulátor elemvezérlő rendszer
Az akkumulátor-akkumulátor vezérlőrendszere ( Battery Management System vagy BMS angolul, vagy Boitier Etat de Charge Batterie vagy BECB franciául) egy elektronikus rendszer, amely lehetővé teszi az akkumulátor különböző elemeinek vezérlését és töltését.
Funkciók
Monitor
A BMS minden elemnél elengedhetetlen elem. Figyeli a különböző elemelemek állapotát, például:
- feszültség: teljes vagy egyes cellák;
- hőmérséklet: átlagos hőmérséklet, a beömlő hűtőfolyadék hőmérséklete, a kilépő hűtőfolyadék hőmérséklete vagy az egyes cellák hőmérséklete;
- töltöttségi állapot ( SOC számára töltöttségi ) vagy kisütés ( DOD a mélysége Decharge ): jelzi az akkumulátor töltöttségi szintjét;
- egészségi állapot ( SOH for Health Of Health ) az akkumulátor általános állapotának meghatározott mértéke;
- hűtőközeg áramlása: levegő vagy tekercs folyadékok;
- áram: az akkumulátor be vagy ki.
Energia-visszanyerési rendszer
Bizonyos esetekben a BMS lehetővé teszi az akkumulátor újratöltését azáltal, hogy a fékezés során visszanyert energiát átirányítja az akkumulátorra.
Számítás
A BMS lehetővé teszi az olyan adatok nyomon követését, mint:
- A maximális töltőáram ( CCA az hidegindítási körülményeket erősítők );
- a maximális kisülési áram ( DCL );
- az utolsó töltés vagy az utolsó töltési ciklus óta szolgáltatott energia;
- az első használat óta felhasznált összes energia;
- az első használat óta eltelt teljes üzemidő.
Az akkumulátor védelme
A BMS megvédi az akkumulátorát, megakadályozva, hogy a szokásos működési tartományon kívül működjön:
- túlzott intenzitás;
-
túlfeszültség (töltéskor);
- alulfeszültség (kisütéskor), különösen fontos az ólom-sav és Li-ion sejtek számára;
- túlmelegedés;
- hőmérséklet alatt;
- túlnyomás (NiMH elemek).
A BMS megakadályozza az akkumulátor működését a szokásos működési tartományon kívül, a következőknek köszönhetően:
- egy belső kapcsoló;
- az akkumulátoron kívüli eszközök, amelyek lehetővé teszik használatának csökkentését vagy megszüntetését;
- környezeti ellenőrzés radiátorokkal, ventilátorokkal, légkondicionálókkal vagy folyékony hűtőközegekkel.
Optimalizálás
Az akkumulátor kapacitásának optimalizálása és az alul- vagy túlfeszültség megelőzése érdekében a BMS aktívan biztosítja az akkumulátor összes cellájának terheléselosztását.
A BMS kiegyensúlyozza a cellákat a következőknek köszönhetően:
- by-pass jelenség;
- az energiafelesleg átvitele a legtöbbet töltött sejtekből a legkevésbé töltött sejtekbe (kiegyensúlyozó);
- a töltőáram csökkentése elég alacsony szintre ahhoz, hogy ne károsítsa a teljesen feltöltött cellákat, miközben tovább töltődik más cellák felé (nem alkalmazható lítium cellákra);
- moduláris terhelésnél.
Topológia
Különböző típusú BMS létezik, amelyek a szükséges összetettségtől és teljesítménytől függően változhatnak:
- egyszerű passzív szabályozók, amelyek lehetővé teszik az egyensúly elérését az egyes cellák között azáltal, hogy bizonyos cellákat „megkerülnek”, amikor feszültségük elér egy bizonyos szintet;
- intelligens aktív szabályozók, amelyek lehetővé teszik a töltés egy részének be- és kikapcsolását a terheléselosztás érdekében;
- Teljes BMS jelzi az akkumulátor állapotát a kijelzőn keresztül, és megvédi az akkumulátort a meghibásodástól.
A BMS három kategóriába sorolható:
- központosított BMS: egyetlen vezérlő van csatlakoztatva az akkumulátor cellákhoz vezetékek sokaságán keresztül;
- elosztott BMS: egy vezérlő van telepítve minden cellába, csak egyetlen kommunikációs kábel van az akkumulátor és a vezérlő között;
- moduláris BMS: több vezérlő kapcsolódik bizonyos számú cellához, a vezérlők közötti kommunikáció kíséretében.
A központosított BMS-ek gazdaságosabbak, kevésbé rugalmasak, és sok csatlakozó vezetékkel rendelkeznek. Az elosztott BMS-ek általában drágábbak, könnyebben telepíthetők és tisztábbak. A moduláris BMS jó kompromisszumot kínál a másik két topológia előnyei és hátrányai között.
A BMS-re vonatkozó követelmények a mobil alkalmazásokban (például elektromos járműveknél) és a helyhez kötött alkalmazásokban (például a fotovoltaikus paneleknél vagy a szélturbináknál) eltérőek, különösen a felhasznált súly vagy hely tekintetében, ezért a hardver- és szoftverintegrációkat testre kell szabni az egyes termékek sajátos felhasználására. Elektromos vagy hibrid járművek esetében a BMS csak egy alrendszer, és nem működhet önálló eszközként. Legalább egy töltővel (vagy töltési infrastruktúrával), a terheléssel, a hőkezeléssel és a vészleállítással alrendszerekkel kell kommunikálnia. Ezért ahhoz, hogy a BMS-t egy járműben jól megtervezzék, integrálni kell az alrendszerekkel. Néhány mobil alkalmazás (például az orvosi felszerelések szekerei, motoros kerekes székek, robogók és targoncák számára) gyakran rendelkezik külső töltőberendezéssel, de a fedélzeti BMS-t működés közben mindig szorosan integrálni kell a külső töltővel.
Megjegyzések és hivatkozások
-
" FreeSafe: Akkumulátor-kezelő rendszer " , a freemens.fr webhelyen ,2014. január 9
Külső linkek