تصميم نظام إدارة البطارية للسيارات الكهربائية
الوظائف الرئيسية لنظام إدارة البطارية
يتكامل نظام إدارة البطارية بشكل وثيق مع بطارية الطاقة للسيارات الكهربائية، ويكتشف باستمرار الجهد والتيار ودرجة حرارة البطارية. كما يقوم أيضًا باكتشاف التسرب والإدارة الحرارية وإدارة موازنة البطارية وتذكير التنبيه وحساب السعة المتبقية وطاقة التفريغ والإبلاغ عن حالة SOC & SOH. كما يستخدم خوارزميات للتحكم في أقصى طاقة خرج وفقًا للجهد والتيار ودرجة حرارة البطارية للحصول على أقصى مسافة، ويستخدم خوارزميات للتحكم في الشاحن للشحن بالتيار الأمثل. يتواصل مع وحدة التحكم الرئيسية للمركبة ووحدة التحكم في المحرك ونظام التحكم في الطاقة ونظام عرض المركبة وما إلى ذلك في الوقت الفعلي من خلال واجهة CAN bus.
الوظائف الأساسية لنظام إدارة البطارية: 1) مراقبة ظروف عمل الخلية الفردية، مثل جهد الخلية الفردية، والتيار العامل، ودرجة الحرارة المحيطة، وما إلى ذلك. 2) حماية البطارية لمنع البطارية من تقصير عمرها، أو التلف، أو حتى الانفجارات والحرائق، وغيرها من الحوادث التي تعرض السلامة الشخصية للخطر عندما تعمل البطارية في ظل ظروف قاسية.
بشكل عام، يجب أن يحتوي نظام إدارة البطارية على وظائف حماية الدائرة التالية: حماية الجهد الزائد والجهد المنخفض، وحماية التيار الزائد والدائرة القصيرة، وحماية درجة الحرارة الزائدة ودرجة الحرارة الزائدة، وتوفير حماية متعددة للبطارية لتحسين موثوقية نظام الحماية والإدارة (الحماية التي يتم تنفيذها بواسطة الأجهزة تتمتع بموثوقية عالية، والحماية التي يتم تنفيذها بواسطة البرامج تتمتع بمرونة أعلى، وتوفر حماية المكونات الرئيسية لنظام الإدارة للمستخدمين مستوى ثالثًا من الحماية). يمكن أن تلبي هذه الوظائف احتياجات معظم بطاريات الهواتف المحمولة والأدوات الكهربائية وتطبيقات الدراجات الكهربائية.
تشكل المركبات الكهربائية تحديات أكبر لأنظمة إدارة البطاريات
نظام تكامل بطارية السيارة الكهربائية هو نظام طاقة مفتوح يتواصل من خلال ناقل CAN من الدرجة السيارات ويعمل مع نظام إدارة السيارة والشاحن ووحدة التحكم في المحرك لتلبية مفهوم القيادة الآمنة الموجه نحو الإنسان للسيارة. لذلك، يجب أن يلبي نظام إدارة البطارية من الدرجة السيارات متطلبات TS16949 والإلكترونيات الخاصة بالسيارات، وتحقيق اكتساب البيانات بسرعة عالية وموثوقية عالية، واتصالات ناقل CAN من الدرجة السيارات، وقدرات عالية لمكافحة التداخل الكهرومغناطيسي (أعلى مستوى من متطلبات EMI/EMC)، ووظائف التشخيص عبر الإنترنت.
وظائفها الرئيسية هي: الاستحواذ عالي السرعة على المعلومات مثل جهد البطارية ودرجة الحرارة ؛ تحقيق توازن البطارية عالي الكفاءة ، وإعطاء اللعب الكامل لسعة نظام البطارية المتكامل لزيادة عمر نظام البطارية المتكامل ، مع تقليل توليد الحرارة ؛ تقدير وعرض صحة البطارية والطاقة المتبقية ؛ بروتوكول اتصال موثوق للغاية (شبكة اتصالات CAN من الدرجة السيارات) ؛ يجب أن تضمن تقنية مجموعة نقل الحركة استخدام البطارية بأمان ، وإعطاء اللعب الكامل لإمكانات البطارية ، وضمان أداء البطارية ، وزيادة عمر البطارية ؛ إدارة درجة حرارة البطارية وتبديد الحرارة ، بحيث يعمل نظام البطارية في بيئة ذات درجة حرارة مستقرة نسبيًا ؛ كشف التسرب وتصميم سلك أرضي معقد.
نظرًا لأن بيئة توزيع البطاريات في المركبات الكهربائية معقدة للغاية وهي في حالة عمل عالية الجهد وعالية الطاقة، فإن متطلبات EMI/EMC عالية جدًا، مما يجلب تحديات أكبر لتصميم أنظمة إدارة البطاريات.
