Battarístýringsskipan
Ein battarístýringarskipan (BMS) er eitt tól, sum verður brúkt til at umsita battarípakkar á effektivan hátt. Fyri el-akfør kann ein væl-, sum er sniðgivin BMS-hardware og ritbúnaður, á effektivan hátt økja um koyribreytina, strekkja battarípakka livitíðina, minka um rakstrarútreiðslurnar og tryggja trygdina og álítandi streymbattarípakkan. Streymbattarístýringarskipanin er vorðin ein ómissandi kjarnupartur av el-akførum. Í hesum kapitlinum verður dentur lagdur á at innføra samansetingina, funktiónirnar og arbeiðsreglurnar í streymbattarístýringarskipanini.
Skipanararkitekturur
Ein vanlig battarístýringarskipan (BMS) hardware fevnir fyrst og fremst um eina battarístýringareind (BMU), eina frumustýringareind (CMU), sensorar, leiðsluseðlar o.s.fr. Í sniðgevingini av stórum{1}}}skala streymbattarískipanum er valið av BMS-arkitekturi avgerandi, beinleiðis áseta sambandshættirnar millum hardware eindir og ritbúnaðarforritan, og ávirkandi skipanarkostnað, álítandi, lættir uppsetingar og mátingarneyvleiki. Við støði í topologiini millum stýringar í BMS kunnu BMS-fjølini í høvuðsheitum flokkast í tvey sløg: integrerað og býtt út.
1. Samlað BM
2. Býtið BMS
Ólíkt integreraðum topologium, býta útbreiddar arkitekturar BMS-funktiónina í eitt høvuðsborð BMU og fleiri træla CMU. Modulæra struktururin ger modulsamlingina einfaldari, optimerar sýnistøkuseðilsuppseting og lættir um spenningsdropa-ósamsvar við einsháttað avstand. Vansar fevna um størri kostnað og meira fløkt samskiftis- og eftirlitssniðgeving. Við støði í fjølbroytninum av útbreiddum BMS-sambandshættum kunnu teir býtast víðari í trý sløg: stjørnusamband (sí mynd 8{{4}2), busssamband, og daisy-ketusamband.
(1) Stjørnusamband .Í stjørnusambandi er høvuðsborðið BMU miðvíst staðsett, og hvørt CMU-modulið er beinleiðis tengt at BMS høvuðsborðinum umvegis eina seðil. Stjørnusamband lætta um punkt- til-}}punktsstýring, og brekið á einum CMU-knúti ávirkar ikki skipanina munandi. Men so hvørt sum talið av modulum økist, økist fløkjan av samskiftislinjunum í einum stjørnusambandi eksponentielt, og ger viðlíkahald trupult og avmarkandi skalerbarleika. Vegna avmarkingar av BMS-høvuðsportunum kunnu CMU-modulini ikki leggjast til viks, og tað ger tað lutfalsliga sjáldsamt í stórum-}}um forritum.
(2) Busssamband .Ein bussur{0}} grundaður á skipanararkitektur ger tað lættari at sniðgeva modul sniðgeving, sum víst á mynd 8-3. BMS er vanliga býtt upp í fleiri stýrieindir: BMU, CMU, og Battarí Join Kassa (BJB). BMU, CMU, og BJB eru tengd umvegis CAN ella onnur bussnet. BMU útførir kjarnualgoritmufunktiónirnar til battarístýring; CMU útinnir frumuspenningsinntøku, javning og hitamáting; BJB ger háspennings-, streym- og hitainntøku, kontaktorkoyring og diagnostikk, og isoleringsavdúking fyri battarípakkan; isolering gevur el-isolering, sum forðar fyri, at afturstreymurin brendi út rásplátuna og avmarka interferensamplitudu.
Bussurin{0}} grundaði arkitektururin bjóðar meira fleksibul samskiftissamband og sterkan skalerbarleika, sum er nógv einfaldandi hardware arkitektursniðgeving, at fáa modularitetin og betra um skipanarliga nýtslu og flytiligheit. Høvuðsvansin hjá henni er lutfalsliga høgi kostnaðurin.
Daisy{0}}ketting er ein lutfalsliga nýggjur sambandsháttur, sum er komin fram seinastu árini. Grundleggjarin kann umskapa full{2}}duplex SPI signal upp til 1Mb/s til differential signal og senda tey umvegis snúgvað-par kaðal og ein einfaldan, lágan-kostnað transformator. Til dømis kunnu AFE-tólini hjá linear tøkni (LTC6811) setast saman til at mynda eitt BMS. Ein lítil, lág{9}}kostnaður transformatorur avloysir dátuisolatorin. Á høvuðsstýringarmikroprosessarasíðuni gevur ein lítil adaptari IC (LTC6820) høvuðsstýringargrunnin. Meðan einvegis daisy-chain netverk er einfalt, kann tað, at einhvør knútur ikki kann ávirka samskiftið í allari skipanini. Tí er ein betrað ring-daisy-chain, sum víst á mynd 8-4, ment og nýtt í BMS-vørunum hjá stórum nýggjum orkuakfarsframleiðarum sum Tesla. Samanborið við CAN busssamband er daisy-ketting lægri í kostnaði og minni í stødd, men hon hevur vánaligan skalerbarleika, eitt avmarkað hámarkstal av knøttum, og trupulleikar við at handfara battarístýringarmál í meira fløktum støðum so sum stórum orkugoymsluskipanum.
Grundfunktiónir
Generelt fevna grundleggjandi funktiónirnar hjá einum battarístýringarskipanum (BMS) um: dátuinnsamling, battarítilstandsmeting, orkustýring, trygdarstýring, termisk stýring, javningarstýring, samskiftisfunktiónir, og menniskjað{0}}maskin-grunnflata. Mynd 8-5 vísir eitt funktionelt blokkdiagramm av battarístýringarskipan.
1. Dátuinnkeyp
Dátuinntøka er grundarlagið undir øllum algoritmum og stýringum í battarístýringarskipan (BMS). Tí eru sýnistøkuprosentið, neyvleikin og pre-filtur eginleikarnir avgerandi indikatorar, sum ávirka avrikið á battarískipanini. Dátuinntøkuprosentið er ásett av scenario og virksemi. Til dømis kann dátuinntøkuprosentið við backup streymveiting vera so lágt sum ein ramma um 10 sekund ella enntá um minuttin; meðan fyri lutir við skjótt broyttum streymi (so sum akfør), mugu dátur fáast minst eina ferð 1. hvørt sekund, við onkrum trygdar{6}}, sum eru tengdar at dátufrekvensum, so lágir sum 100ms ella 10ms.
2. Battarí-statsmeting
Battarístatsmeting fevnir í høvuðsheitum um tvey viðurskifti:Statur av gjaldi (SOC)ogHeilsuríki (SOH). SOC eyðkennir núverandi eftirstandandi løðing av battarípakkanum og er grundarlagið undir at meta um koyriøkið hjá einum el-akfari. SOH er ein parametur, sum verður brúktur til at umboða lívstíðina hjá battarínum og aðrar heilsutrupulleikar.
3. Orkuleiðsla
Orkustýring tryggjar, at tann veruliga-tíðar orkuútflutningurin og inntøkan av battarínum ikki fer upp um battaríið og skipanina hjá skipanini. Í veruleikanum er løðing/útløðingarkapasiteturin hjá einum battaríi ávirkaður av hita, SOC, og SOH, millum annað. Samstundis skal sleppast undan á skipanarligum støði, sum eru váðar sum ovurhiting og rás niðurbróting. Tí er orkustýringin ein global stýringstilgongd, sum fyrst og fremst brúkar streym, spenning, hita, SOC, og SOH sum input.
Eftirlit við battaríspenningi, streymi og hita fyri at tryggja, at tey ikki fara upp um vanlig øki. Nútímans BMS (Battarístýringsskipan) hevur ikki bert eftirlit við øllum battarípakkanum, men gevur eisini raffineraða stýring av ekstremum einstøkum kyknuumstøðum sum yvirløðing, yvir{1}} at útloysa, og yvir{2}} hitin.
5. Hitaleiðsla
Køl battaríið, tá rakstrarhitin er ov høgur og hitar tað, tá tað fellur undir niðara markið fyri hóskandi rakstrarhita fyri at halda battarínum innan fyri sítt optimala rakstrarøki og halda hitajavnan millum einstøku kyknurnar undir rakstri. Hitaleiðsla er serliga neyðug fyri battarí, sum verða nýtt undir høgari- valdsútlát og høga{2}} hitin-hitaviðurskifti.
6. Javnan av eftirliti
Ósamsvar í battaríavrikinum kunnu føra til, at samlaða battarípakkin minkar og enntá trygdarváðir. Balancing rásir eru settar upp millum einstøku kyknurnar í battarípakkanum fyri at tryggja, at løðingar- og útløðingarviðurskiftini hjá hvørjari einstakari kyknu eru so samsvarandi sum gjørligt, og harvið betra um samlaðu avrikini á battarípakkanum.
Ein avgerandi funktión av eini battarístýringarskipan (BMS) er at virkja samskifti av battaríparametrum og upplýsingum við tólum umborð ella offboard, og geva dátur til løðing/útlátsstýring og akfarsstýring. Alt eftir forritinum kann dátuskifti nýta ymisk samskiftisgrunnflatur, so sum analog signal, PWM-signal, CAN-bussur ella I2C-seriugrunnar.
8. Human-maskinur gjøgnumføring (HMI)
HMI er millumgrunnurin fyri menniskjað{0}}maskinu samspælið. Tað brúkar hóskandi input- og útgangstól til at gera tað møguligt at gera dialog og samspæl millum menniskju og maskinurnar, sum tey virka. Í einum BMS fevnir HMI um sýnisupplýsingar og stýriknappar og knøttar, uppsett eftir sniðgevingarkrøvum.
