Explorant la tecnologia BMS de la bateria de liti per a dues rodes

Explorant la tecnologia BMS de la bateria de liti per a dues rodes

La substitució parcial de les bateries de plom-àcid per bateries de liti és una tendència i s’ha anat formant un consens. Especialment en el camp de les bicicletes elèctriques, ja que la nova norma nacional per a bicicletes elèctriques prenia decisions tècniques, les bateries de liti van començar a accelerar la seva entrada. La demanda del mercat de bicicletes elèctriques ha augmentat amb força. Aquest tipus de ressò polític amb el mercat ha generat un enorme espai de mercat per a les bateries de liti.

La substitució de bateries de plom-àcid per bateries de liti provocarà canvis importants en el patró de demanda i oferta de mercat existent, no només pel que fa al producte i la tecnologia, sinó també a tot el sistema de la cadena de subministrament, el model de negoci i el model operatiu.

A continuació es comparteix el tema" debat sobre la tecnologia BMS de la bateria de liti de vehicles de dues rodes" realitzat pel Dr. Yang, director general de FIRSTEK.

FIRSTEK és una empresa especialitzada en R& D, producció i innovació de tecnologia de plataforma de sistemes de gestió de bateries i tecnologia de big data de bateria. Els productes s’utilitzen principalment en la indústria civil i la font d’energia d’emmagatzematge d’energia de les centrals elèctriques, dues o tres rodes elèctriques pures, robots auxiliars i camps d’alimentació militar. Actualment, alguns productes s’han exportat a Europa, Amèrica i altres països. Ja a principis de 2018, FIRSTEK va començar a personalitzar i desenvolupar plaques de protecció intel·ligents per al mercat de bateries compartides de dues rodes i es van anar seguint els lots. S'han utilitzat més de 100.000 conjunts de productes als terminals del mercat.

El primer aspecte és la situació actual de la indústria. Actualment, les bateries de dues rodes inclouen principalment dues direccions: primer, el canvi de plom-àcid al mercat de les bateries de liti; en segon lloc, el mercat de les bateries de liti. En el canvi de plom-àcid a la bateria de liti, s’utilitza la interfície original en forma de producte del cotxe. El producte BMS es basa en una solució de placa de protecció de maquinari pura. És difícil aconseguir funcions de comunicació. Al mateix temps, és fàcil d’encendre durant l’ús i triga molt de temps. Causa danys al connector. A més, com que no té la funció de comunicació, el controlador no pot comunicar-se amb la bateria i el vehicle no pot aconseguir un funcionament de potència limitat. Pel que fa a les bateries de liti, la majoria de les interfícies BMS tenen funcions de comunicació i es poden utilitzar per comunicar-se amb controladors i comptadors. En termes generals, no només es pot visualitzar la informació de corrent, tensió i avaria al comptador. Al mateix temps, mitjançant la interacció d'informació entre el BMS i el controlador, es pot aconseguir l'ajust de potència de sortida, la interacció de dades, etc., cosa que millora considerablement el rendiment general del vehicle. Aquest tipus de vehicles sol utilitzar productes de taulers de protecció intel·ligents.

En el segon aspecte, introduirem la tecnologia de despertador de la placa de protecció intel·ligent. Els vehicles elèctrics de dues rodes semblen simples, però els escenaris d’aplicació reals són una mica més complicats que els cotxes. A continuació, presentaré els principis i els escenaris d'aplicació de diversos mètodes de despertador:

1. Canvieu per despertar. Mitjançant la interfície auxiliar de la interfície, l'estat del commutador dels dos nodes s'utilitza per permetre que la placa de protecció intel·ligent reconegui que el paquet de bateries es troba al cotxe o al carregador i durant el transport. L’avantatge més evident és que el paquet de bateries es pot col·locar a terra o durant el transport per garantir que la interfície de línia principal del paquet de bateries no es carregui, cosa que suposa un gran avantatge per a la seguretat de la bateria. Si el BMS no té la funció de reconeixement, és probable que el P positiu i el P negatiu de la bateria causin riscos de seguretat quan la bateria sempre està carregada. Mitjançant la funció més senzilla de despertador del commutador, pot resoldre fàcilment el problema de la càrrega de la interfície. Al mateix temps, també pot resoldre la funció de precàrrega d’engegada, evitant l’encesa de la bateria a causa del procés de càrrega.

2. Carrega despert. Aquesta aplicació està relacionada amb la càrrega de fons. En general, P positiu i P negatiu s’utilitzen per detectar si el back-end té una càrrega per determinar si es troba en l’estat del cotxe per activar el sistema de gestió. Aquesta funció és senzilla de fer, però hi ha més consideracions en les aplicacions pràctiques. No és una simple detecció de càrrega, just després de despertar-se, perquè no hi ha cap altra entrada de senyal, de manera que, com a BMS, pot detectar quan es desperta, però és impossible detectar la informació d’eliminació de càrrega del cotxe. Si voleu conèixer aquesta informació, heu de tenir altres mètodes de despertador combinats amb aquest mètode de despertador, en cas contrari, la funció de despertador de càrrega per si sola no pot aconseguir un son de baixa potència. .

3. Despertar després de la descàrrega. Es refereix al despertar per la corrent de descàrrega. El despertador de càrrega esmentat anteriorment s’utilitza per detectar si hi ha càrrega. El despertador de descàrrega fa referència al despertar mitjançant la detecció de la magnitud del corrent de descàrrega. En termes generals, la bateria es col·loca al cotxe. Pel que fa a la motocicleta elèctrica, tot i que l’usuari no en té cap utilitat durant una o dues setmanes, la bateria sempre està endollada al cotxe. En aquest estat, el consum d'energia del propi BMS provocarà que la bateria estigui completament carregada i que duri uns 40 dies com a màxim. Per poder ampliar el temps d’ús, farem una mica de son, per exemple, quant de temps es queda el cotxe a dormir si no s’utilitza i com despertar-lo amb BMS després d’entrar a l’estat de son? En aquest moment, es pot utilitzar el mode actual per despertar.

4. Despertar en carregar. El BMS es desperta per la tensió de sortida del carregador. Tot i això, cal tenir en compte que el carregador per a la càrrega i el despertar no pot ser el tipus de turisme que necessiti intercanviar dades abans de generar la tensió de càrrega. El despertador de càrrega requereix que el mètode de treball del carregador&39 sigui proporcionar una tensió de càrrega per activar el BMS i transferir-lo al procés de càrrega normal després de l'intercanvi de dades. El major avantatge d’aquesta funció de despertador és que la manca d’alimentació de la bateria provoca una baixa tensió i el BMS no pot funcionar automàticament. Després de despertar carregant, el BMS pot funcionar amb normalitat. Aquest mètode és molt útil per a la protecció de baixa tensió. Però, per tal de carregar de manera més raonable, generalment recomanem que, quan els clients ho facin en aquest lloc, primer deixeu que el carregador passi per un límit de càrrega de corrent petit i, a continuació, canvieu a la càrrega de corrent normal després d’interactuar amb les dades del carregador.

5. La comunicació es desperta. Generalment es refereix a despertar el BMS mitjançant la comunicació de dades. En el projecte de motocicletes elèctriques de dues rodes amb què vam contactar, des de la comunicació 485 de baix cost fins a la comunicació CAN comuna actual, també és habitual despertar el sistema de gestió de bateries (BMS) mitjançant aquests mètodes de comunicació.

6. La vibració es desperta. És una manera de despertar afegint un sensor de vibració al BMS. En termes generals, el BMS és fàcil de dormir. Per tal d’estalviar energia a la motocicleta elèctrica, el BMS entrarà automàticament en mode de repòs segons una determinada estratègia, però en quines circumstàncies es despertarà? Si s’utilitza un mètode de despertador d’alta intensitat, el cost del disseny és realment relativament alt i els indicadors tècnics també són relativament difícils. També es pot aconseguir un mètode senzill mitjançant el despertar per vibració.

7. Obriu la tapa per despertar. Es refereix principalment a que la bateria empaquetada s’utilitza per registrar esdeveniments anormals quan s’obre de manera anormal. Aquesta característica sol trobar-se en bateries petites. Els panys electrònics de les bicicletes Mobike i OFO estan equipats amb aquesta funció, principalment per evitar que els usuaris facin un mal ús del producte o obrin la tapa del producte sense permís. La realització del despertar quan s’obre la tapa es realitza generalment mitjançant un sensor de llum. Normalment, el BMS s’instal·la dins de la bateria sense llum. El BMS pot realitzar la funció de despertar quan s’obre la coberta detectant canvis de llum.

8. Despert remot. Aquesta funció significa que l'usuari realitza la funció de despertador del BMS afegint un mòdul de dades remot. Normalment s’utilitza per al lloguer de dues rodes. Durant el procés d’arrendament, l’usuari no paga a temps i en els terminis previstos. L'operador pot bloquejar el paquet de bateries remotament i el BMS també entrarà en estat latent. En aquest cas, el BMS pot utilitzar el despertador remot per aconseguir el propòsit de reutilitzar-lo. D’altra banda, quan la bateria no s’ha utilitzat durant molt de temps, com ara que el client la col·locés en una cantonada, en aquest cas, es pot despertar remotament el BMS per trobar la bateria i l’estat de la bateria. es pot controlar remotament i es pot transmetre l’estat actual al servidor Per evitar el malbaratament de recursos del paquet de bateries i la sobrecàrrega de la bateria causada per l’emmagatzematge a llarg termini.

La tercera part és el càlcul del SOC per a vehicles de dues rodes. De fet, aquest aspecte és un tema relativament candent en els turismes i és més difícil en termes de dues rodes que en els turismes, perquè la situació d'abús és més complicada. El càlcul del SOC inclou generalment els mètodes següents: primer mètode d’integració d’amperes-hora; segon, restableix l'estratègia de calibratge completa; tercer, calibratge OCV; quart, compensació dinàmica i calibratge.

A continuació es mostra una llista de factors comuns que afecten el càlcul del SOC en l’ús de dues rodes.

En l'aplicació de vehicles de dues rodes, el problema es posa de manifest a causa de l'error SOC introduït per l'ús de càrregues i descàrregues superficials. La majoria dels usuaris fan servir el paquet de bateries després de carregar-lo completament. Tanmateix, quan s’utilitzen dues rodes, sovint es recarreguen quan estan fora de corrent i gairebé s’allunyen quan es carreguen. En general, el paquet de bateries no es pot carregar completament, especialment en aplicacions d’intercanvi de bateries compartides. Per exemple, quan els conductors express utilitzen bateries compartides, per tal de garantir un transport convenient, canviaran a un paquet de bateries amb més capacitat quan vegin l’armari de la bateria, cosa que farà que la bateria estigui sempre en un estat de poca càrrega i descàrrega superficial. La influència de l’error del SOC del vehicle de dues rodes és relativament gran.

En segon lloc, la influència de la temperatura ambient i la velocitat de descàrrega sobre la capacitat de la bateria&# 39. Les motocicletes elèctriques tenen condicions d’alta temperatura i baixa temperatura quan condueixen. Aquestes condicions tenen un major impacte en la bateria. Com a BMS, les dades originals que podem controlar són el voltatge, el corrent, la temperatura i altra informació, però no hi ha manera de controlar la bateria. La seva pròpia capacitat no decau, de manera que l’entorn extern i els hàbits d’ús de diferents pilots influeixen molt en la capacitat pròpia de la bateria&# 39.

En tercer lloc, la durada del cicle de la bateria. Com que el cost d’utilitzar bateries per a vehicles de dues rodes és inferior al dels turismes, la vida útil de les bateries per als vehicles de dues rodes és generalment inferior a la dels turismes. Per tant, els diferents fabricants han de prestar atenció a la vida útil del cicle de les bateries segons diferents models i grups de clients diferents.

En quart lloc, la inconsistència de les bateries. Atès que la capacitat de la bateria del vehicle de dues rodes no és generalment gran, però la potència de càrrega i descàrrega no és molt petita, la consistència del nucli de la bateria és relativament fàcil d'aparèixer. Especialment després de mig any i any, hi haurà una gran diferència en el voltatge de les piles de la bateria, cosa que afectarà greument l’estimació del SOC.

En cinquè lloc, l'impacte de la precisió d'adquisició de corrent i tensió de BMS en l'estimació del SOC. BMS necessita obtenir algunes dades de la bateria en brut per a l’estimació del SOC. No obstant això, en el BMS del vehicle de dues rodes, per tal de satisfer millor els requisits de baix cost de BMS del client&# 39, de vegades cal renunciar a una certa precisió. Però, quina precisió s’ha de reduir? Això també ha de tenir en compte el grau d’influència en el SOC.

D’altra banda, el consum d’energia del propi BMS també té un major impacte en l’estimació del SOC. Per a les aplicacions de BMS en el camp de l'automòbil, el BMS pot aconseguir un consum d'energia zero després d'apagar la clau. Un cop apagada l’alimentació de baixa tensió, el BMS s’aturarà sense consum d’energia. Però en productes de baixa potència, BMS no és fàcil d’aconseguir un consum d’energia nul.

El son BMS es divideix generalment en son profund i somni superficial. En entrar en son profund, pot estar per sota de 20 mA. Si calculeu segons el corrent de consum d'energia de 10 mA, trobareu que la potència de la bateria és d'aproximadament 40- després de molt de temps. Al voltant de 50 dies, la bateria es consumeix bàsicament. Per tant, quan calculem el SOC, hem d’incloure el consum d’energia del propi BMS.

El quart aspecte és la nova infraestructura per a dues rodes. La plataforma de servei del vehicle de dues rodes és la plataforma de control remot de dades. Actualment, es fa més treball de recollida i recollida de dades. A més, cal estimar el SOH de la cel·la de la bateria i del paquet PACK, que pot proporcionar una alerta precoç a l’usuari, evitar la bateria i hi ha efectes adversos en l’ús de l’usuari&# 39.

De fet, hem trobat un problema en el projecte amb què hem contactat abans i hem de presentar diferents requisits per a la funció de transmissió de dades remota segons els diferents escenaris d’ús. Per exemple, en termes de turismes, l’estat va unificar posteriorment la proposta de pujar dades a la plataforma de dades grans per a una supervisió unificada, però per a l’aplicació de motocicletes elèctriques de dues rodes, és realment necessària la funció de transmissió de dades remota? Sabem que la funció de transmissió de dades remota augmentarà el cost. Els actuals operadors de telecomunicacions amb targeta 2G deixaran d’operar en un futur proper. A més de l’alt consum d’energia d’un mòdul 4G, el cost també és relativament alt, en comparació amb el cost d’un paquet de bateries de poca capacitat. En altres paraules, el cost d’instal·lar un mòdul de transmissió de dades remot és molt elevat. Alguns clients augmenten el propòsit de la transmissió remota de dades per evitar la pèrdua de bateries. Tanmateix, després d’un o dos anys d’estadístiques, es constata que, fins i tot si el valor de la bateria perduda es paga directament, encara és inferior al cost d’afegir un mòdul remot a cada bateria. Per tant, actualment no és tan significatiu afegir funcions de transmissió de dades remotes en el camp de les dues rodes.

gràcies a tots!