Zasnova sistema za upravljanje baterije za električna vozila
Glavne funkcije sistema za upravljanje baterije
Sistem za upravljanje baterije je tesno povezan z baterijo električnega vozila in nenehno zaznava napetost, tok in temperaturo baterije. Izvaja tudi zaznavanje puščanja, toplotno upravljanje, upravljanje uravnoteženja baterije, alarmne opomnike, izračuna preostalo kapaciteto, moč praznjenja in poroča o statusu SOC&SOH. Uporablja tudi algoritme za nadzor največje izhodne moči glede na napetost, tok in temperaturo baterije, da doseže največjo kilometrino, in uporablja algoritme za nadzor polnilnika za polnjenje z optimalnim tokom. Komunicira z glavnim krmilnikom vozila, krmilnikom motorja, sistemom za nadzor energije, sistemom za prikaz vozila itd. v realnem času prek vmesnika vodila CAN.
Osnovne funkcije sistema za upravljanje baterije: 1) Nadzor delovnih pogojev posamezne celice, kot so napetost ene celice, delovni tok, temperatura okolja itd. 2) Zaščita baterije, da preprečite, da bi baterija skrajšala svojo življenjsko dobo, se poškodovala ali celo eksplozije, požari in druge nesreče, ki ogrožajo osebno varnost, ko baterija deluje v ekstremnih pogojih.
Na splošno mora imeti sistem za upravljanje baterije naslednje funkcije zaščite tokokroga: prenapetostna in prenizka napetost, prenapetostna in prenizka zaščita, prenapetostna zaščita in zaščita kratkega stika, previsoka temperatura in zaščita pred previsoko temperaturo ter zagotoviti več zaščit za baterijo za izboljšanje zanesljivosti zaščite in sistem upravljanja (strojno izvedena zaščita ima visoko zanesljivost, programsko izvedena zaščita ima večjo fleksibilnost, zaščita ključnih komponent sistema vodenja pa uporabnikom zagotavlja tretjo stopnjo zaščite). Te funkcije lahko zadovoljijo potrebe večine baterij mobilnih telefonov, električnih orodij in aplikacij za električna kolesa.
Električna vozila predstavljajo večje izzive za sisteme upravljanja baterij
Integracijski sistem akumulatorja za električna vozila je odprt napajalni sistem, ki komunicira prek vodila CAN za avtomobile in deluje s sistemom za upravljanje vozila, polnilnikom in krmilnikom motorja, da bi dosegel koncept varne vožnje, usmerjen v ljudi. Zato mora avtomobilski sistem za upravljanje baterij izpolnjevati zahteve TS16949 in avtomobilske elektronike, dosegati visoko hitrost zajemanja podatkov in visoko zanesljivost, komunikacijo prek vodila CAN za avtomobile, visoke zmogljivosti proti elektromagnetnim motnjam (najvišja raven EMI/EMC zahteve) in spletne diagnostične funkcije.
Njegove glavne funkcije so: hitro pridobivanje informacij, kot sta napetost in temperatura baterije; doseganje visokoučinkovitega uravnoteženja baterije, ki omogoča polno uporabo zmogljivosti integriranega sistema baterije za podaljšanje življenjske dobe integriranega sistema baterije, hkrati pa zmanjša nastajanje toplote; ocena in prikaz stanja baterije in preostale moči; zelo zanesljiv komunikacijski protokol (komunikacijsko omrežje CAN avtomobilskega razreda); tehnologija pogonskega sklopa mora zagotoviti varno uporabo baterije, v celoti izkoristiti potencial baterije, zagotoviti učinkovitost baterije in podaljšati življenjsko dobo baterije; upravljanje temperature baterije in odvajanja toplote, tako da baterijski sistem deluje v okolju z relativno stabilno temperaturo; odkrivanje puščanja in zapletena zasnova ozemljitvene žice.
Ker je distribucijsko okolje baterij v električnih vozilih zelo zapleteno in so v delovnem stanju z visoko napetostjo in veliko močjo, so zahteve za EMI/EMC zelo visoke, kar prinaša večje izzive pri načrtovanju sistemov za upravljanje baterij.