Kaksipyöräisten litiumakkujen BMS-tekniikan tutkiminen

Tutkii kaksipyöräisten litiumakkujen BMS-tekniikkaa

Lyijyakkujen osittainen korvaaminen litiumparistoilla on trendi, ja yksimielisyys on muodostunut vähitellen. Erityisesti sähköpolkupyörien alalla, kun uusi sähköpolkupyöriä koskeva kansallinen standardi teki teknisiä päätöksiä, litiumakut alkoivat kiihdyttää niiden saapumista. Sähköpyörien kysyntä markkinoilla on kasvanut voimakkaasti. Tällainen politiikan resonanssi markkinoiden kanssa on tuonut valtavan uuden markkinatilan litiumparistoille.

Lyijyakkujen korvaaminen litiumparistoilla aiheuttaa suuria muutoksia nykyisten markkinoiden kysyntä- ja kysyntämallissa paitsi tuote- ja teknologiapuolella, myös koko toimitusketjujärjestelmässä, liiketoimintamallissa ja toimintamallissa.

Seuraavassa kerrotaan aiheesta" Keskustelu kaksipyöräisten ajoneuvojen litiumakkujen BMS-tekniikasta" teki FIRSTEKin toimitusjohtaja tri Yang.

FIRSTEK on yritys, joka on erikoistunut RGG-vahvistimiin, akkujen hallintajärjestelmäalustotekniikan ja akkujen big data -tekniikan tuotantoon ja innovaatioihin. Tuotteita käytetään pääasiassa siviiliteollisuudessa ja voimalaitosten energian varastointivirtalähteessä, puhtaissa sähköisissä kaksi- tai kolmipyörissä, apuroboteissa ja sotilaallisissa virtalähteissä. Tällä hetkellä joitain tuotteita on viety Eurooppaan, Amerikkaan ja muihin maihin. Jo vuoden 2018 alussa FIRSTEK alkoi räätälöidä ja kehittää älykkäitä suojalevyjä kaksipyöräisten jaettujen akkujen markkinoille, ja eriä seurattiin vähitellen. Markkinapäätteissä on käytetty yli 100 000 tuotesarjaa.

Ensimmäinen näkökohta on alan nykyinen tilanne. Tällä hetkellä kaksipyöräisillä akuilla on pääasiassa kaksi suuntaa: ensinnäkin lyijyhapon muutos litiumakkujen markkinoille; toiseksi litiumakkujen markkinat. Lyijyhapon vaihdossa litiumakkuun käytetään auton alkuperäistä tuotteen muotoista liitäntää. BMS-tuote perustuu puhtaaseen laitteistosuojauskorttiratkaisuun. Viestintätoimintojen saavuttaminen on vaikeaa. Samalla se on helppo syttyä käytön aikana, ja se kestää kauan. Vahingoittaa liitintä. Lisäksi koska ohjaimella ei ole tiedonsiirtotoimintoa, ohjain ei voi kommunikoida akkuyksikön kanssa eikä ajoneuvo voi saavuttaa rajoitettua virrankäyttöä. Litiumakkujen osalta useimmilla BMS-liitännöillä on viestintätoiminnot, ja niitä voidaan käyttää kommunikointiin ohjainten ja mittareiden kanssa. Yleensä mittarissa voidaan näyttää paitsi virta-, jännite- ja vikatiedot. Samalla BMS: n ja ohjaimen välisen tietovaikutuksen avulla voidaan saavuttaa lähtötehon säätö, tietojen vuorovaikutus jne., Mikä parantaa huomattavasti ajoneuvon yleistä suorituskykyä. Tämän tyyppinen ajoneuvo käyttää yleensä älykkäitä suojalevyjä.

Toisessa osassa esitellään älykkään suojalevyn herätystekniikka. Kaksipyöräiset sähköajoneuvot näyttävät yksinkertaisilta, mutta todelliset käyttötavat ovat hieman monimutkaisempia kuin autot. Seuraavaksi esitän useiden herätystapojen periaatteet ja sovelluskenaariot:

1. Vaihda herätäksesi. Liitännän apurajapinnan kautta kahden solmun kytkintilaa käytetään antamaan älykäs suojakortti tunnistamaan, että akku on autossa tai laturissa ja kuljetuksen aikana. Ilmeisin etu on, että akku voidaan sijoittaa maahan tai kuljetuksen aikana sen varmistamiseksi, että akun päälinjarajapintaa ei ladata, mikä on suureksi hyödyksi akkuturvallisuudelle. Jos BMS: ssä ei ole tunnistustoimintoa, akun P-positiivinen ja P-negatiivinen aiheuttavat todennäköisesti turvallisuusriskejä, kun akkua ladataan aina. Yksinkertaisimmalla kytkimen herätystoiminnolla se voi helposti ratkaista käyttöliittymän latauksen ongelman. Samalla se voi myös ratkaista virran kytkemisen esilataustoiminnon välttäen akun syttymistä latausprosessista.

2. Lataa herätys. Tämä sovellus liittyy taustakuormitukseen. Yleensä P-positiivista ja P-negatiivista käytetään havaitsemaan, onko taustalla kuormaa sen määrittämiseksi, onko se auton tilassa herättämään hallintajärjestelmä. Tämä toiminto on helppo tehdä, mutta käytännön sovelluksissa on enemmän huomioita. Se ei ole yksinkertainen kuormituksen havaitseminen heti heräämisen jälkeen, koska muuta signaalituloa ei ole, joten BMS: nä se voi havaita, kun se on herännyt, mutta auton kuorman poistotietoja on mahdotonta havaita. Jos haluat tietää nämä tiedot, sinulla on oltava muita herätystapoja yhdistettynä tähän herätysmenetelmään, muuten kuormituksen herätystoiminto ei yksin riitä virransäästötilaan. .

3. Herää purkamisen jälkeen. Tämä viittaa purkausvirran heräämiseen. Aikaisemmin mainittua kuormituksen herätystä käytetään tunnistamaan, onko kuormaa. Vastuuvapautuksella tarkoitetaan herätystä havaitsemalla purkausvirran suuruus. Yleensä akku asetetaan autoon. Sähkökäyttöisen moottoripyörän osalta akku on aina kytketty autoon, vaikka käyttäjällä ei ole käyttöä viikkoon tai kahteen. Tässä tilassa BMS: n virrankulutus aiheuttaa, kun akku on ladattu täyteen, se kestää enintään noin 40 päivää. Pidentääksemme käyttöaikaa teemme nukkumistöitä, esimerkiksi kuinka kauan auto menee nukkumaan, jos sitä ei käytetä, ja miten se herätetään BMS: llä lepotilaan siirtymisen jälkeen? Tällä hetkellä nykyistä tilaa voidaan käyttää heräämiseen.

4. Herää latauksen aikana. BMS herätetään laturin lähtöjännitteellä. On kuitenkin huomattava, että latauksen ja herätyksen laturi ei voi olla sellainen henkilöauto, jonka on vaihdettava tietoja ennen latausjännitteen antamista. Latauksen herätys edellyttää, että laturin&# 39 työskentelytapa on antaa latausjännite BMS: n herättämiseksi ja siirtyä sitten normaaliin latausprosessiin datan vaihdon jälkeen. Tämän herätystoiminnon suurin etu on: riittämätön akkuvirta johtaa alijännitteisiin, eikä BMS toimi automaattisesti. Latauksella heräämisen jälkeen BMS voi toimia normaalisti. Tämä menetelmä on erittäin hyödyllinen alijännitesuojauksessa. Kohtuullisen lataamisen vuoksi suosittelemme yleensä, että kun asiakkaat tekevät sen tässä paikassa, anna laturin ensin käydä läpi pieni virtarajalataus ja vaihtaa sitten normaaliin virtalataukseen vuorovaikutuksessa laturitietojen kanssa.

5. Viestintä herää. Yleensä viittaa BMS: n herättämiseen tietoliikenteen avulla. Kahden pyörän sähkömoottoriprojektissa, johon otimme yhteyttä, edullisesta 485-tietoliikenteestä nykyiseen yhteiseen CAN-viestintään, on myös tavallista herättää akunhallintajärjestelmä (BMS) näiden viestintämenetelmien avulla.

6. Tärinä herää. Se on tapa herätä lisäämällä tärinäanturi BMS: ään. Yleisesti ottaen BMS on helppo nukkua. Sähkömoottoripyörän virran säästämiseksi BMS siirtyy automaattisesti lepotilaan tietyn strategian mukaisesti, mutta missä olosuhteissa se herää? Jos käytetään suurvirtaista herätysmenetelmää, suunnittelun kustannukset ovat itse asiassa suhteellisen korkeat, ja myös tekniset indikaattorit ovat suhteellisen vaikeita. Yksinkertainen menetelmä voidaan saavuttaa myös tärinän herätyksellä.

7. Avaa kansi herätäksesi. Viittaa pääasiassa siihen, että pakattua akkua käytetään epänormaalien tapahtumien tallentamiseen, kun se on epänormaalisti auki. Tämä ominaisuus löytyy yleensä pienistä akuista. Mobike- ja OFO-polkupyörien elektroniset lukot on varustettu tällä toiminnolla, pääasiassa estääkseen käyttäjiä käyttämästä tuotetta väärin tai avaamasta tuotekantta ilman lupaa. Herätys, kun kansi avataan, toteutetaan yleensä valosensorilla. Yleensä BMS asennetaan akun sisälle ilman valoa. BMS voi toteuttaa herätystoiminnon, kun kansi avataan, havaitsemalla valon muutokset.

8. Etäherätys. Tämä toiminto tarkoittaa, että käyttäjä toteuttaa BMS: n herätystoiminnon lisäämällä etätietodimoduulin. Käytetään yleensä kaksipyöräisten vuokrauksessa. Leasing-prosessin aikana käyttäjä ei maksa ajallaan ja aikataulussa. Käyttäjä voi lukita akun etänä, ja BMS siirtyy myös lepotilaan. Tällöin BMS voi käyttää etäherätystä uudelleenkäytön tarkoituksen saavuttamiseksi. Toisaalta, kun akkua ei ole käytetty pitkään, esimerkiksi jos asiakas on asettanut sen nurkkaan, tässä tapauksessa BMS voidaan herättää etäyhteydellä akun ja akun tilan löytämiseksi. voidaan etävalvoa ja nykyinen tila voidaan välittää palvelimelle Pitkäaikaisen varastoinnin aiheuttamien akkujen resurssien tuhlaamisen ja liiallisen purkautumisen välttämiseksi.

Kolmas osa on kaksipyöräisten ajoneuvojen SOC-arvon laskeminen. Itse asiassa tämä näkökohta on henkilöautoissa suhteellisen kuuma aihe, ja se on vaikeampaa kaksipyöräisten kuin henkilöautojen suhteen, koska väärinkäytön tilanne on monimutkaisempi. SOC-laskelma sisältää yleensä seuraavat menetelmät: ensimmäinen, ampeerituntien integrointimenetelmä; toiseksi, palauta täydellinen kalibrointistrategia; kolmanneksi OCV-kalibrointi; neljänneksi dynaaminen kompensointi ja kalibrointi.

Seuraava on luettelo yleisistä tekijöistä, jotka vaikuttavat SOC-laskentaan kaksipyöräisten käytössä.

Kaksipyöräisten ajoneuvojen käytössä ongelma korostuu matalan latauksen ja matalan purkautumisen aiheuttamasta SOC-virheestä. Useimmat käyttäjät käyttävät akkua täyteen ladattuaan. Kuitenkin, kun käytetään kaksipyöräisiä, ne latautuvat usein, kun ne ovat pois päältä, ja melkein ajavat pois, kun niitä ladataan. Yleensä akkua ei voi ladata kokonaan, etenkään jaetuissa akunvaihtosovelluksissa. Esimerkiksi, kun pikamatkustajat käyttävät jaettuja akkuja, helpon kuljetuksen varmistamiseksi he vaihtavat enemmän kapasiteettia olevaksi akkupakkaukseksi nähdessään akkukotelon, mikä saa akun olemaan aina matalassa tilassa ja matala purkaus. Kaksipyöräisen ajoneuvon SOC-virheen vaikutus on suhteellisen suuri.

Toiseksi ympäristön lämpötilan ja purkausnopeuden vaikutus akun' omaan kapasiteettiin. Sähkömoottoripyörillä on korkeat lämpötilat ja matalat lämpötilat ajon aikana. Näillä olosuhteilla on suurempi vaikutus itse akkuun. BMS: nä alkuperäiset tiedot, joita voimme seurata, ovat jännite, virta, lämpötila ja muut tiedot, mutta akkua ei voida hallita. Sen oma kapasiteetti ei hajoa, joten ulkoisella ympäristöllä ja eri ratsastajien käyttötottumuksilla on suuri vaikutus akun&# 39: n omaan kapasiteettiin.

Kolmanneksi akun käyttöikä. Koska paristojen käytöstä kaksipyöräisissä ajoneuvoissa aiheutuvat kustannukset ovat pienemmät kuin henkilöautoissa, kaksipyöräisten ajoneuvojen akkujen käyttöikä on yleensä lyhyempi kuin henkilöautojen. Siksi eri valmistajien on kiinnitettävä huomiota akkujen käyttöikään eri mallien ja asiakasryhmien mukaan.

Neljänneksi paristojen epäjohdonmukaisuus. Koska kaksipyöräisten ajoneuvojen akkujen kapasiteetti ei yleensä ole kovin suuri, mutta lataus- ja purkuteho ei ole kovin pieni, akun ytimen sakeus on suhteellisen helppo ilmestyä. Varsinkin puolen vuoden ja vuoden kuluttua akun kennojännitteessä on suuri ero, mikä vaikuttaa vakavasti SOC-arvioon.

Viidenneksi, BMS-virran ja jännitteen hankintatarkkuuden vaikutus SOC-arvioon. BMS: n on hankittava joitain raakaparistotietoja SOC-arviointia varten. Kaksipyöräisessä ajoneuvossa BMS on kuitenkin joskus luovuttava tarkkuudesta, jotta asiakkaan&# 39: n BMS: n edulliset vaatimukset täytettäisiin paremmin. Mutta kuinka paljon tarkkuutta tulisi vähentää? Tässä on myös otettava huomioon SOC: n vaikutusaste.

Toisaalta itse BMS: n virrankulutuksella on myös suurempi vaikutus SOC-arvioon. Autoteollisuuden BMS-sovelluksissa BMS voi saavuttaa nollan virrankulutuksen avaimen sammuttamisen jälkeen. Kun matalajännitevirta on katkaistu, BMS sammuu ilman virrankulutusta. Mutta pienitehoisissa tuotteissa BMS ei ole helppoa saavuttaa nolla virrankulutusta.

BMS-uni jakautuu yleensä syvään uneen ja matalaan uneen. Kun siirryt syvään uneen, se voi olla alle 20 mA. Jos lasket virrankulutuksen mukaan 10 mA, huomaat, että akkuvirta on noin 40 - pitkän ajan kuluttua. Noin 50 päivää, akku kuluu periaatteessa. Joten kun laskemme SOC: n, meidän on sisällytettävä itse BMS: n virrankulutus.

Neljäs näkökohta on uusi infrastruktuuri kaksipyöräisille. Kahden pyörän ajoneuvon huoltotaso on etätietojen seuranta-alusta. Tällä hetkellä tietojen keräämistä ja keräämistä tehdään enemmän. On myös välttämätöntä arvioida akkukennon ja PACK-paketin SOH-arvo, joka voi antaa varhaisen varoituksen käyttäjälle, välttää akkua ja Käyttäjän&# 39: n käyttöön liittyy haitallisia vaikutuksia.

Itse asiassa löysimme ongelman hankkeesta, johon otimme yhteyttä aiemmin, ja meidän on esitettävä erilaisia ​​vaatimuksia etätietolähetystoiminnolle eri käyttötilanteiden mukaan. Esimerkiksi henkilöautojen osalta valtio yhdisti myöhemmin ehdotuksen tietojen lataamisesta suurelle tietolevylle yhtenäistä valvontaa varten, mutta onko kaksipyöräisten sähkömoottoripyörien käyttämiseen todellakin välttämätöntä tiedonsiirtotoiminto? Tiedämme, että etätiedonsiirtotoiminto lisää kustannuksia. Nykyiset 2G-korttioperaattorit eivät enää toimi lähitulevaisuudessa. 4G-moduulin suuren virrankulutuksen lisäksi kustannukset ovat myös suhteellisen korkeat verrattuna pienikapasiteettisen akun kustannuksiin. Toisin sanoen etätiedonsiirtomoduulin asennuskustannukset ovat erittäin korkeat. Jotkut asiakkaat lisäävät etädatasiirron tarkoitusta estääkseen akkujen katoamisen. Yhden tai kahden vuoden tilastojen jälkeen havaitaan kuitenkin, että vaikka kadonneen akun arvo maksettaisiin suoraan, se on silti pienempi kuin etämoduulin lisäämisen kuhunkin akkuun kustannus. Siksi etätietojen siirtotoimintojen lisääminen kaksipyöräisten alalla ei ole tällä hetkellä niin mielekästä.

Kiitos kaikille!