Ⅰ: Kirjeldage lühidalt BMS-liitiumaku juhtimissüsteemi
Nagu me kõik teame, kasutatakse BMS-i peamiselt liitiumakudes ja pliiakudel seda juhtimissüsteemi üldiselt pole. Liitiumakude trend turul on pidevalt tõusmas just seetõttu, et liitiumakud vajavad elementide kaitsmiseks üht rohkem BMS-i kui pliiakud. Lühidalt öeldes on BMS süsteem liitiumakupakettide haldamiseks, juhtimiseks ja kasutamiseks. BMS on liitiumaku operatsioonisüsteemi "aju", mis võtab vastu ja saadab teavet akust ja igast välispordist, teabe süvaanalüüsi ja töötlemist ning väljaminevaid töökäske. Seetõttu on BMS sillaks aku ja kasutaja vahel, jälgides aku olekut, vältides aku ülelaadimist ja tühjenemist ning tagades ohutuse. BMS määrab kogu akusüsteemi oleku, tuvastades aku iga üksiku elemendi. BMS reguleerib akusüsteemi vastavalt üheelemendilisele olekule ning teostab laadimise ja tühjenemise juhtimist, et tagada ohutu ja stabiilne töö.
Ⅱ: Miks on liitiumakudele vaja BMS-i
Liitiumakud vajavad kaitset vastavalt liitiumakude omadustele. Liigne laadimine ja tühjendamine kahjustab aku keemilist koostist, lühendab
aku kasutusiga ja põhjustada isegi tõsiseid tagajärgi. Ülelaadimine põhjustab ka aku kuumenemist ja põhjustab ohutusriske, näiteks tulekahju. Ohutuse tagamiseks peab liitiumakude kasutamine vastama ohutusnõuetele:
1. Põhilised kaitsenõuded: ülelaadimiskaitse, ülelaadimise kaitse;
2. Tugevdada kaitsenõudeid: ülevoolukaitse, kõrge temperatuuri kaitse, madala temperatuuri kaitse, lühisekaitse, vastupidise polaarsuse kaitse;
3. Laienemisnõuded: hea tasakaalu jõudlus, madalrõhu erinevus, madala temperatuuri erinevus;
Seetõttu on liitiumaku töökorra jälgimiseks ja normaalse töö juhtimiseks vaja spetsiaalset kaitsesüsteemi. Hooldustöökoormuse ja -kulude vähendamiseks on BMS-il laengu prognoosimise funktsioon, mis suudab laetuse olekut täpselt mõista. Samal ajal on BMS-il väiksem energiatarve, et vähendada hooldussagedust ja pikendada liitiumakude kasutusiga.
Ⅲ: BMS-i roll
Liitiumaku on omamoodi suure võimsusreserviga aku, mille populaarsus turul kasvab jätkuvalt. Mõned hoolimatud kaupmehed lasevad turule võltsitud ja kehvad patareid. Halbadel liitiumakudel on palju olulisi probleeme ja need isegi plahvatavad ülelaadimise ja tühjenemise tõttu või võivad plahvatada sisemise vooluahela lühise tõttu. BMS-i ülesanne on aga tagada liitiumakude ohutus. Liitiumaku koosneb väikestest paralleelselt ühendatud liitiumakudest. Asetage kaitseplaat sisemise liitiumaku pilusse, et need eraldada.
Kaitseplaat on valmistatud mittejuhtivast puitkiudplaadist ning väljast on kaetud õlikihiga. Kõik teavad, et õli ei ole juhtiv, nii et BMS suudab liitiumakud isoleerida, et vältida lühiseid.
Teiseks on BMS-il ka aku ülelaadimise vältimise funktsioon. Kui väline toiteallikas laeb akut pidevalt ja kiiresti, jõuab liitiumaku sisemine võimsus teatud tasemeni ja BMS katkestab automaatselt välise laadimisvoolu. Väline toide ei sisene akusse. BMS-i funktsioon on ka liitiumakude liigse tühjenemise vältimine. Kui liitiumaku on üle tühjenenud, tunneb BMS, et aku sisu muutub, ja katkestab seejärel kiiresti tühjenemise toiteallika, et liitiumaku ei tühjendaks kogu elektrit.
Seetõttu võime BMS-i rolli kokku võtta järgmise kolme punktina:
1. Tagada aku ohutus ja pikendada aku tööiga, mis on liitium-ioonakude jaoks vajalik tingimus;
2. Vältige aku ülelaadimist, tühjenemist, ülevoolu, lühist jne ning vältige liitiumaku süttimist rikke tõttu;
3. tasakaalufunktsioon sisevoolu stabiilsuse ja suurepärase jõudluse tagamiseks;
Ⅳ: BMS-i lisafunktsioonid
Ühine BMS-i topoloogia diagrammi struktuur koosneb kahest peamisest plokist: ülemjuhtimismoodul ja alamjuhtimismoodul. See koosneb keskseadmest, andmehõivemoodulist, andmetuvastusmoodulist, kuvamooduli moodulist, juhtkomponendist jms. Andmeside moodulite vahel toimub CAN-siini tehnoloogia kasutuselevõtuga.
Iga mooduli funktsioonide põhjal saab BMS teostada liitiumakude pinge, voolu ja temperatuuri parameetrite reaalajas jälgimist. BMS võib teostada ka aku soojusjuhtimist, ühtlustamist, kõrgepinge ja isolatsiooni tuvastamist jne ning hinnata aku järelejäänud mahtuvust, laadimis- ja tühjenemisvõimsust ning laadimisolekut (SOC) ja tervislikku seisundit (SOH) . Heal BMS-il on ka temperatuuriandur, mis suudab jälgida üksiku akupaki pinget ja tuvastada halvasti toimivad akud.
Seega võime järeldada, et lisaks põhiliste turvaprobleemide lahendamisele on BMS-i täiendavad tööpõhimõtted järgmised:
1. Sidefunktsioon – kliendid peavad teadma akuploki, RS232/RS485/CAN jne tööolekuteavet;
2. 2.SOC (State Of Charge) arvutamine / SOH hinnang;
3.Alarmi funktsioon - kui akuga on probleeme, tuleb klienti õigeaegselt teavitada;
4.Salvestamisfunktsioon – kõige parem on salvestada ajaloolised jooksva protsessi andmed, sh häireandmed jne;
5. Veadiagnostika funktsioon – kaitseplaat või juhtimissüsteem peaks suutma probleemi olemasolul diagnoosida;
6.Display-funktsioon-kliendid saavad otse ekraani kaudu teavet lugeda ja parameetreid seada;
7.Balance funktsioon - vastavalt üksiku aku teabele muuda aku mahutavus võimalikult väikseima üksikelemendi lähedaseks;
