Хүмүүс цахилгаан тээврийн хэрэгслийн (EV) тухай ярихад яриа нь хүрээ, хурдатгал, цэнэглэх хурд зэрэгт эргэлддэг. Гэсэн хэдий ч энэхүү гайхалтай гүйцэтгэлийн ард чимээгүй атлаа чухал бүрэлдэхүүн хэсэг ажиллахад хэцүү байдаг: theEV батерейны удирдлагын систем (BMS).
Та BMS-ийг маш хичээнгүй "батерейны хамгаалагч" гэж бодож болно. Энэ нь батерейны "температур" болон "тэсвэр" (хүчдэл) -ийг хянаж зогсохгүй багийн гишүүн бүрийг (эсүүд) эв найртай ажиллах боломжийг олгодог. АНУ-ын Эрчим хүчний яамны тайланд "Цахилгаан тээврийн хэрэгслийн хэрэглээг ахиулахад батерейны дэвшилтэт удирдлага чухал ач холбогдолтой" гэж онцолжээ.¹
Бид таныг энэхүү үл мэдэгдэх баатар руу гүн гүнзгий шумбах болно. Бид түүний удирддаг цөм буюу батерейны төрлөөс эхлээд үндсэн чиг үүрэг, тархи шиг бүтэц рүүгээ шилжиж, эцэст нь хиймэл оюун ухаан, утасгүй технологид суурилсан ирээдүй рүү харна.
1: BMS-ийн "Зүрх"-ийн тухай ойлголт: EV батерейны төрлүүд
BMS-ийн дизайн нь түүний удирддаг батерейны төрлөөс шууд хамааралтай байдаг. Өөр өөр химийн найрлага нь өөр өөр менежментийн стратегийг шаарддаг. Эдгээр батерейг ойлгох нь BMS дизайны нарийн төвөгтэй байдлыг ойлгох эхний алхам юм.
Үндсэн ба ирээдүйн чиг хандлага EV батерей: Харьцуулсан харагдац
| Зайны төрөл | Гол шинж чанарууд | Давуу тал | Сул тал | BMS менежментийн төвлөрөл |
|---|---|---|---|---|
| Лити төмрийн фосфат (LFP) | Зардал багатай, маш аюулгүй, урт хугацааны мөчлөгтэй. | Маш сайн дулааны тогтвортой байдал, дулааны гүйлтийн эрсдэл бага. Циклийн ашиглалтын хугацаа 3000 циклээс давж болно. Үнэ багатай, кобальт байхгүй. | Эрчим хүчний нягтрал харьцангуй бага. Бага температурт гүйцэтгэл муу. SOC-ийг тооцоолоход хэцүү. | Өндөр нарийвчлалтай SOC тооцоолол: Хавтгай хүчдэлийн муруйг зохицуулах нарийн төвөгтэй алгоритмуудыг шаарддаг.Бага температурт урьдчилан халаах: Хүчирхэг, нэгдсэн батарейн халаалтын систем хэрэгтэй. |
| Никель манганы кобальт (NMC/NCA) | Эрчим хүчний өндөр нягтрал, урт жолоодлого. | Удаан хугацааны туршид эрчим хүчний нягтралыг тэргүүлдэг. Хүйтэн цаг агаарт илүү сайн гүйцэтгэл. | Дулааны тогтвортой байдал бага. кобальт, никель зэргээс шалтгаалсан өртөг өндөр. Циклийн хугацаа нь ихэвчлэн LFP-ээс богино байдаг. | Аюулгүй байдлын идэвхтэй хяналт: Эсийн хүчдэл ба температурын миллисекундын түвшний хяналт.Хүчтэй идэвхтэй тэнцвэржүүлэх: Эрчим хүчний өндөр нягтралтай эсийн хооронд тогтвортой байдлыг хадгална.Дулааны удирдлагын хатуу зохицуулалт. |
| Хатуу төлөвт батерей | Хатуу электролитийг ашигладаг, дараагийн үе гэж үздэг. | Дээд зэргийн аюулгүй байдал: Электролит алдагдсанаас болж гал гарах эрсдэлийг үндсээр нь арилгана.Хэт өндөр эрчим хүчний нягтрал: Онолын хувьд 500 Вт/кг хүртэл. Ашиглалтын температурын хүрээ илүү өргөн. | Технологи хараахан төлөвшөөгүй байна; өндөр өртөгтэй. Интерфэйсийн эсэргүүцэл ба мөчлөгийн амьдралтай холбоотой сорилтууд. | Мэдрэгчийн шинэ технологи: Даралт гэх мэт шинэ физик хэмжигдэхүүнийг хянах шаардлагатай байж магадгүй.Интерфейсийн төлөвийн тооцоо: Электролит ба электродын хоорондох интерфейсийн эрүүл мэндэд хяналт тавих. |
2: BMS-ийн үндсэн чиг үүрэг: Энэ нь үнэндээ юу хийдэг вэ?
Бүрэн ажиллагаатай БМС нь нягтлан бодогч, эмч, бие хамгаалагчийн үүргийг нэгэн зэрэг гүйцэтгэдэг олон авъяаслаг мэргэжилтэнтэй адил юм. Түүний ажлыг дөрвөн үндсэн функцэд хувааж болно.
1. Улсын тооцоо: "Шатахууны хэмжүүр", "Эрүүл мэндийн тайлан"
•Төлбөрийн төлөв (SOC):Энэ нь хэрэглэгчдэд хамгийн их анхаарал хандуулдаг зүйл юм: "Батерей хэр их үлдсэн бэ?" SOC-ийн үнэн зөв тооцоолол нь хүрээний түгшүүрээс сэргийлдэг. Хавтгай хүчдэлийн муруйтай LFP зэрэг батерейны хувьд SOC-ийг нарийн тооцоолох нь Калман шүүлтүүр гэх мэт нарийн төвөгтэй алгоритмуудыг шаарддаг дэлхийн хэмжээний техникийн сорилт юм.
•Эрүүл мэндийн байдал (ЭМТ):Энэ нь батерейны "эрүүл мэнд"-ийг шинэ үеийнхтэй нь харьцуулж үнэлдэг бөгөөд ашигласан EV-ийн үнэ цэнийг тодорхойлох гол хүчин зүйл юм. 80% SOH-тэй батерей нь түүний хамгийн дээд хүчин чадал нь шинэ батерейны дөнгөж 80% байна гэсэн үг юм.
2. Эсийг тэнцвэржүүлэх: Багаар ажиллах урлаг
Зайны багц нь цуваа болон зэрэгцээ холбогдсон хэдэн зуу, мянган эсээс бүрддэг. Үйлдвэрлэлийн өчүүхэн ялгаатай байдлаас шалтгаалан тэдгээрийн цэнэг ба цэнэгийн хэмжээ бага зэрэг өөр байх болно. Тэнцвэржүүлэхгүй бол хамгийн бага цэнэгтэй үүр нь бүхэл бүтэн багцын цэнэгийн төгсгөлийн цэгийг тодорхойлох бол хамгийн их цэнэгтэй үүр нь цэнэглэх төгсгөлийн цэгийг тодорхойлно.
•Идэвхгүй тэнцвэржүүлэх:Резистор ашиглан өндөр цэнэгтэй эсүүдээс илүүдэл энергийг шатаадаг. Энэ нь энгийн бөгөөд хямд боловч дулааныг бий болгож, эрчим хүч зарцуулдаг.
•Идэвхтэй тэнцвэржүүлэх:Өндөр цэнэгтэй эсээс бага цэнэгтэй эс рүү энергийг шилжүүлдэг. Энэ нь үр ашигтай бөгөөд ашиглах боломжтой хүрээг нэмэгдүүлэх боломжтой боловч нарийн төвөгтэй бөгөөд өртөг өндөртэй байдаг. SAE International-ийн судалгаагаар идэвхтэй тэнцвэржүүлэлт нь багцын ашиглалтын хүчин чадлыг 10%-иар нэмэгдүүлэх боломжтойг харуулж байна⁶.
3. Аюулгүй байдлын хамгаалалт: Сонор сэрэмжтэй "Харуул"
Энэ бол BMS-ийн хамгийн чухал үүрэг хариуцлага юм. Энэ нь мэдрэгчээр дамжуулан зайны параметрүүдийг тасралтгүй хянадаг.
•Хэт хүчдэлийн/бага хүчдэлийн хамгаалалт:Батерейг байнга гэмтээх гол шалтгаан болох хэт цэнэглэх эсвэл хэт цэнэглэхээс сэргийлнэ.
•Хэт гүйдлийн хамгаалалт:Богино холболт гэх мэт хэвийн бус гүйдлийн үед хэлхээг хурдан таслана.
•Хэт температурын хамгаалалт:Батерей нь температурт маш мэдрэмтгий байдаг. BMS нь температурыг хянаж, хэт өндөр эсвэл бага байвал хүчийг хязгаарлаж, халаалт эсвэл хөргөлтийн системийг идэвхжүүлдэг. Дулааны гүйлтээс урьдчилан сэргийлэх нь түүний нэн тэргүүний зорилт бөгөөд энэ нь цогц үйл ажиллагаанд чухал ач холбогдолтой юмEV цэнэглэх станцын дизайн.
3. BMS-ийн тархи: Энэ нь хэрхэн зохион байгуулагдсан бэ?
BMS-ийн зөв архитектурыг сонгох нь өртөг, найдвартай байдал, уян хатан байдлын хоорондох солилцоо юм.
BMS Архитектурын харьцуулалт: Төвлөрсөн ба Тархсан ба Модульчлагдсан
| Архитектур | Бүтэц ба шинж чанар | Давуу тал | Сул тал | Төлөөлөгч нийлүүлэгчид/Tech |
|---|---|---|---|---|
| Төвлөрсөн | Бүх эсийн мэдрэгч утаснууд нь нэг төв хянагчтай шууд холбогддог. | Бага зардалтай Энгийн бүтэц | Нэг цэгийн эвдрэл Нарийн төвөгтэй утас, хүнд Өргөтгөх чадвар муу | Texas Instruments (TI), Инфинеонөндөр нэгдсэн нэг чиптэй шийдлүүдийг санал болгодог. |
| Тархсан | Зайны модуль бүр мастер хянагч руу тайлагнадаг өөрийн боол хянагчтай. | Өндөр найдвартай байдал Хүчтэй өргөтгөх боломжтой Засварлахад хялбар | Өндөр өртөгтэй Системийн нарийн төвөгтэй байдал | Аналог төхөөрөмжүүд (ADI)'s утасгүй BMS (wBMS) нь энэ салбарт тэргүүлэгч юм.NXPмөн бат бөх шийдлүүдийг санал болгодог. |
| Модульчлагдсан | Нөгөө хоёрын хоорондох эрлийз арга, өртөг болон гүйцэтгэлийг тэнцвэржүүлэх. | Сайн тэнцвэртэй Уян хатан загвар | Ганц онцлох шинж чанар байхгүй; бүх талаараа дундаж. | 1-р түвшний ханган нийлүүлэгчид дуртайМареллиболонPrehийм захиалгат шийдлүүдийг санал болгож байна. |
A тархсан архитектур, ялангуяа утасгүй BMS (wBMS) нь салбарын чиг хандлага болж байна. Энэ нь хянагч хоорондын нарийн төвөгтэй холбооны утсыг арилгадаг бөгөөд энэ нь жин, зардлыг бууруулаад зогсохгүй батерейны багцын дизайнд урьд өмнө байгаагүй уян хатан байдлыг хангаж, интеграцийг хялбаршуулдаг.Цахилгаан тээврийн хэрэгслийн хангамжийн төхөөрөмж (EVSE).
4: BMS-ийн ирээдүй: Дараагийн үеийн технологийн чиг хандлага
BMS технологи нь эцсийн цэгээсээ хол байдаг; Энэ нь илүү ухаалаг, илүү холбоотой болж хөгжиж байна.
•AI болон Машины Сургалт:Ирээдүйн BMS нь тогтмол математик загварт найдахаа болино. Үүний оронд тэд хиймэл оюун ухаан болон машин сургалтыг ашиглан асар их хэмжээний түүхэн өгөгдөлд дүн шинжилгээ хийж, SOH болон үлдсэн ашигтай насыг (RUL) илүү нарийвчлалтай урьдчилан таамаглахаас гадна болзошгүй алдаа дутагдлын талаар эрт сэрэмжлүүлэг өгөх болно⁹.
•Үүлэнд холбогдсон BMS:Өгөгдлийг үүлэн сүлжээнд байршуулснаар дэлхийн хэмжээнд тээврийн хэрэгслийн батарейг алсаас хянах, оношлох боломжтой. Энэ нь зөвхөн BMS алгоритмын Over-the-Air (OTA) шинэчлэлтүүдийг хийх боломжийг олгодог төдийгүй дараагийн үеийн батерейны судалгаанд үнэлж баршгүй мэдээлэл өгдөг. Энэхүү тээврийн хэрэгслээс үүлэнд шилжих үзэл баримтлал нь мөн үндэс суурийг тавьдагv2g(Тээврийн хэрэгсэлээс сүлжээнд)технологи.
•Батерейны шинэ технологид дасан зохицох:Энэ нь хатуу төлөвт батерей эсвэлFlow Battery & LDES Core Technologies, эдгээр шинээр гарч ирж буй технологиуд нь БМС-ийн удирдлагын цоо шинэ стратеги, мэдрэгчтэй технологийг шаардах болно.
Инженерийн дизайны хяналтын хуудас
BMS-ийн дизайн эсвэл сонголтод оролцдог инженерүүдийн хувьд дараахь зүйлийг анхаарч үзэх хэрэгтэй.
•Функциональ аюулгүй байдлын түвшин (ASIL):-д нийцэж байна ууISO 26262стандарт? BMS зэрэг аюулгүй байдлын чухал бүрэлдэхүүн хэсгийн хувьд ASIL-C эсвэл ASIL-D ихэвчлэн шаардлагатай¹⁰.
• Нарийвчлалын шаардлага:Хүчдэл, гүйдэл, температурын хэмжилтийн нарийвчлал нь SOC/SOH үнэлгээний нарийвчлалд шууд нөлөөлдөг.
•Харилцаа холбооны протоколууд:Энэ нь CAN, LIN гэх мэт автомашины автобусны үндсэн протоколуудыг дэмждэг үү, холбооны шаардлагад нийцдэг үү?EV цэнэглэх стандартууд?
•Тэнцвэржүүлэх чадвар:Энэ нь идэвхтэй эсвэл идэвхгүй тэнцвэржүүлэх үү? Тэнцвэржүүлэх гүйдэл гэж юу вэ? Энэ нь зайны багцын дизайны шаардлагыг хангаж чадах уу?
• Өргөтгөх чадвар:Уг шийдлийг өөр өөр хүчин чадал, хүчдэлийн түвшин бүхий өөр өөр батерейны платформд хялбархан тохируулах боломжтой юу?
Цахилгаан тээврийн хэрэгслийн хөгжиж буй тархи
TheEV батерейны удирдлагын систем (BMS)орчин үеийн цахилгаан тээврийн хэрэгслийн технологийн тааварт зайлшгүй шаардлагатай хэсэг юм. Энэ нь энгийн монитороос мэдрэгч, тооцоолол, хяналт, харилцаа холбоог нэгтгэсэн цогц систем болон хувирсан.
Батерейны технологи өөрөө болон хиймэл оюун ухаан, утасгүй холбоо зэрэг дэвшилтэт салбарууд үргэлжлэн хөгжихийн хэрээр BMS нь илүү ухаалаг, найдвартай, үр ашигтай байх болно. Энэ нь зөвхөн тээврийн хэрэгслийн аюулгүй байдлыг сахин хамгаалагч төдийгүй батерейны бүрэн хүчин чадлыг нээж, илүү тогтвортой тээврийн ирээдүйг бий болгох түлхүүр юм.
Түгээмэл асуулт
А: EV батерейны удирдлагын систем гэж юу вэ?
A: An EV батерейны удирдлагын систем (BMS)цахилгаан тээврийн хэрэгслийн батерейны "цахим тархи", "асран хамгаалагч" юм. Энэ нь батерейны үүр бүрийг байнга хянаж, удирддаг техник хангамж, программ хангамжийн нарийн төвөгтэй систем бөгөөд батерейг ямар ч нөхцөлд аюулгүй, үр ашигтай ажиллуулах боломжийг олгодог.
А: BMS-ийн үндсэн чиг үүрэг юу вэ?
A:BMS-ийн үндсэн функцууд нь: 1)Улсын тооцоо: Батерейны үлдсэн цэнэг (Төлбөрийн төлөв - SOC) болон түүний эрүүл мэндийн ерөнхий байдлыг (Эрүүл мэндийн байдал - SOH) нарийн тооцоолох. 2)Эсийн тэнцвэржүүлэх: Багц дахь бүх эсийн цэнэгийн түвшин жигд байхын тулд бие даасан эсүүдийг хэт цэнэглэх эсвэл хэт цэнэггүй болгохоос сэргийлнэ. 3)Аюулгүй байдлын хамгаалалт: Хэт хүчдэл, бага хүчдэл, хэт гүйдэл, хэт температурын үед дулааны гүйдэл зэрэг аюултай үзэгдлүүдээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд хэлхээг таслах.
А: BMS яагаад ийм чухал вэ?
A:BMS нь цахилгаан тээврийн хэрэгслийг шууд тодорхойлдогаюулгүй байдал, хүрээ, батерейны ашиглалтын хугацаа. BMS байхгүй бол үнэтэй батерей нь хэдэн сарын дотор эсийн тэнцвэргүй байдлаас болж сүйрч эсвэл бүр гал авалцаж болно. Дэвшилтэт BMS нь урт хугацааны, урт наслалт, өндөр аюулгүй байдалд хүрэх тулгын чулуу юм.
Шуудангийн цаг: 2025 оны 7-р сарын 18