Esplorando la tecnologia BMS della batteria al litio per le due ruote

Esplorando la tecnologia BMS della batteria al litio per le due ruote

La sostituzione parziale delle batterie al piombo con batterie al litio è una tendenza e gradualmente si è formato un consenso. Soprattutto nel campo delle biciclette elettriche, poiché il nuovo standard nazionale per le biciclette elettriche prendeva decisioni tecniche, le batterie al litio hanno iniziato ad accelerare il loro ingresso. La domanda del mercato per le biciclette elettriche è aumentata notevolmente. Questo tipo di risonanza politica con il mercato ha creato un nuovo enorme spazio di mercato per le batterie al litio.

La sostituzione delle batterie al piombo-acido con batterie al litio determinerà importanti cambiamenti nel modello di domanda e offerta di mercato esistente, non solo dal lato del prodotto e della tecnologia, ma anche dell'intero sistema della catena di approvvigionamento, modello di business e modello operativo.

Quanto segue è la condivisione dell'argomento" Discussione sulla tecnologia BMS della batteria al litio per veicoli a due ruote" realizzato dal Dr. Yang, direttore generale di FIRSTEK.

FIRSTEK è un'azienda specializzata in R& D, produzione e innovazione della tecnologia della piattaforma del sistema di gestione della batteria e della tecnologia dei big data della batteria. I prodotti sono utilizzati principalmente nell'industria civile e negli alimentatori per l'accumulo di energia delle centrali elettriche, nelle due o tre ruote elettriche pure, nei robot ausiliari e nei campi di alimentazione militare. Allo stato attuale, alcuni prodotti sono stati esportati in Europa, America e altri paesi. Già all'inizio del 2018, FIRSTEK ha iniziato a personalizzare e sviluppare schede di protezione intelligenti per il mercato dei pacchi batteria condivisi delle due ruote, e gradualmente sono stati seguiti i lotti. Sui terminali di mercato sono stati utilizzati più di 100.000 set di prodotti.

Il primo aspetto è l'attuale situazione del settore. Allo stato attuale, le batterie per due ruote comprendono principalmente due direzioni: in primo luogo, il passaggio al piombo acido al mercato delle batterie al litio; secondo, il mercato delle batterie al litio. Nel passaggio al piombo acido alla batteria al litio, viene utilizzata l'interfaccia originale a forma di prodotto sull'auto. Il prodotto BMS si basa su una pura soluzione di scheda di protezione hardware. È difficile ottenere funzioni di comunicazione. Allo stesso tempo, è facile accendersi durante l'uso e richiede molto tempo. Causare danni al connettore. Inoltre, poiché non dispone della funzione di comunicazione, il controller non può comunicare con il pacco batteria e il veicolo non può raggiungere un funzionamento a potenza limitata. In termini di batterie al litio, la maggior parte delle interfacce BMS hanno funzioni di comunicazione e possono essere utilizzate per comunicare con controller e misuratori. In generale, non solo le informazioni su corrente, tensione e guasto possono essere visualizzate sul misuratore. Allo stesso tempo, attraverso l'interazione delle informazioni tra il BMS e il controller, è possibile ottenere la regolazione della potenza di uscita, l'interazione dei dati, ecc., Il che migliora notevolmente le prestazioni generali del veicolo. Questo tipo di veicolo utilizza solitamente prodotti a bordo di protezione intelligente.

Nel secondo aspetto, introdurremo la tecnologia di risveglio della scheda di protezione intelligente. I veicoli elettrici a due ruote sembrano semplici, ma gli scenari applicativi reali sono un po 'più complicati delle automobili. Successivamente, introdurrò i principi e gli scenari applicativi di diversi metodi di riattivazione:

1. Passa alla sveglia. Tramite l'interfaccia ausiliaria presente sull'interfaccia, lo stato di commutazione dei due nodi viene utilizzato per far riconoscere alla scheda di protezione intelligente che il pacco batterie si trova sull'auto o sul caricatore e durante il trasporto. Il vantaggio più evidente è che il pacco batteria può essere posizionato a terra o durante il trasporto per garantire che l'interfaccia di linea principale del pacco batteria non sia carico, il che è di grande vantaggio per la sicurezza della batteria. Se il BMS non dispone della funzione di riconoscimento, è probabile che il P positivo e il P negativo della batteria causino rischi per la sicurezza quando la batteria è sempre carica. Attraverso la più semplice funzione di attivazione dell'interruttore, può facilmente risolvere il problema della ricarica dell'interfaccia. Allo stesso tempo, può anche risolvere la funzione di precarica all'accensione, evitando l'accensione del pacco batteria a causa del processo di ricarica.

2. Carica sveglia. Questa applicazione è correlata al carico di back-end. Generalmente, P positivo e P negativo vengono utilizzati per rilevare se il back-end ha un carico per determinare se è nello stato dell'auto per riattivare il sistema di gestione. Questa funzione è semplice da eseguire, ma ci sono più considerazioni nelle applicazioni pratiche. Non è un semplice rilevamento del carico, subito dopo il risveglio, perché non ci sono altri segnali in ingresso, quindi come BMS, può rilevare quando viene risvegliato, ma è impossibile rilevare le informazioni di rimozione del carico dell'auto. Se si desidera conoscere queste informazioni, è necessario disporre di altri metodi di riattivazione combinati con questo metodo di riattivazione, altrimenti la sola funzione di riattivazione del carico non può ottenere il sonno a basso consumo. .

3. Svegliarsi dopo la dimissione. Questo si riferisce al risveglio dalla corrente di scarica. La riattivazione del carico menzionata in precedenza viene utilizzata per rilevare se è presente un carico. Il risveglio di scarica si riferisce al risveglio rilevando l'entità della corrente di scarica. In generale, la batteria è posizionata nell'auto. Per quanto riguarda la motocicletta elettrica, sebbene l'utente non utilizzi per una settimana o due, la batteria è sempre collegata alla macchina. In questo stato, il consumo di energia del BMS stesso causerà quando la batteria è completamente carica, dura per circa 40 giorni al massimo. Per poter prolungare il tempo di utilizzo, faremo un po 'di lavoro sul sonno, ad esempio, per quanto tempo l'auto va a dormire se non viene utilizzata e come svegliarla con BMS dopo essere entrati nello stato di sonno? A questo punto, la modalità corrente può essere utilizzata per svegliarsi.

4. Sveglia durante la ricarica. Il BMS viene risvegliato dalla tensione in uscita dal caricatore. Tuttavia, va notato che il caricabatterie per la ricarica e la sveglia non può essere il tipo di autovettura che deve scambiare dati prima di emettere la tensione di carica. Il risveglio della ricarica richiede che il metodo di lavoro del caricatore&# 39 sia quello di fornire una tensione di carica per riattivare il BMS, e quindi trasferirlo al normale processo di ricarica dopo lo scambio di dati. Il più grande vantaggio di questa funzione di sveglia è: una carica della batteria insufficiente porta a una sottotensione e il BMS non può funzionare automaticamente. Dopo essersi svegliati caricando, il BMS può funzionare normalmente. Questo metodo è molto utile per la protezione da sottotensione. Ma per caricare in modo più ragionevole, in genere consigliamo che quando i clienti lo fanno in questo luogo, prima lasciare che il caricabatterie passi attraverso un piccolo limite di corrente di carica, quindi passare alla normale carica di corrente dopo aver interagito con i dati del caricatore.

5. Comunicazione sveglia. Generalmente si riferisce al risveglio del BMS attraverso la comunicazione dati. Nel progetto di motocicletta elettrica a due ruote che abbiamo contattato, dalla comunicazione 485 a basso costo all'attuale comunicazione CAN comune, è anche comune riattivare il sistema di gestione della batteria (BMS) attraverso questi metodi di comunicazione.

6. La vibrazione si sveglia. È un modo per svegliarsi aggiungendo un sensore di vibrazione al BMS. In generale, il BMS è facile da dormire. Per risparmiare energia sulla moto elettrica, il BMS entrerà automaticamente in modalità sleep secondo una certa strategia, ma in quali circostanze si sveglierà? Se viene utilizzato un metodo di risveglio ad alta corrente, il costo del progetto è in realtà relativamente alto e anche gli indicatori tecnici sono relativamente difficili. Un metodo semplice può essere ottenuto anche tramite il risveglio tramite vibrazione.

7. Aprire il coperchio per svegliarsi. Si riferisce principalmente al pacco batteria imballato viene utilizzato per registrare eventi anomali quando viene aperto in modo anomalo. Questa funzione si trova solitamente su piccoli pacchi batteria. Le serrature elettroniche delle biciclette Mobike e OFO sono dotate di questa funzione, principalmente per impedire agli utenti di abusare del prodotto o di aprire il coperchio del prodotto senza autorizzazione. La realizzazione del risveglio all'apertura del coperchio è generalmente realizzata utilizzando un sensore di luce. Di solito, il BMS è installato all'interno del pacco batteria senza luce. Il BMS può realizzare la funzione di risveglio quando il coperchio viene aperto rilevando i cambiamenti di luce.

8. Risveglio remoto. Questa funzione significa che l'utente realizza la funzione di riattivazione del BMS aggiungendo un modulo dati remoto. Solitamente utilizzato per leasing su due ruote. Durante il processo di locazione, l'utente non paga in tempo e nei tempi previsti. L'operatore può bloccare il pacco batteria da remoto e anche il BMS entrerà nello stato dormiente. In questo caso, il BMS può utilizzare la sveglia remota per raggiungere lo scopo del riutilizzo. Quando invece la batteria non è stata utilizzata per molto tempo, ad esempio essendo stata messa in un angolo dal cliente, in questo caso il BMS può essere risvegliato a distanza per trovare il pacco batteria e lo stato del pacco batteria può essere monitorato a distanza e lo stato corrente può essere trasmesso al server Per evitare lo spreco di risorse del pacco batteria e lo scaricamento eccessivo della batteria causato dalla conservazione a lungo termine.

La terza parte è il calcolo del SOC per i veicoli a due ruote. In effetti, questo aspetto è un argomento relativamente caldo nelle autovetture, ed è più difficile per le due ruote che per le autovetture, perché la situazione degli abusi è più complicata. Il calcolo del SOC generalmente include i seguenti metodi: primo metodo di integrazione ampere-ora; secondo, ripristinare la strategia di calibrazione completa; terzo, calibrazione OCV; quarto, compensazione dinamica e calibrazione.

Di seguito è riportato un elenco di fattori comuni che influenzano il calcolo del SOC nell'uso delle due ruote.

Nell'applicazione di veicoli a due ruote, il problema è evidenziato a causa dell'errore SOC introdotto dall'utilizzo di carica superficiale e scarica superficiale. La maggior parte degli utenti utilizza la batteria dopo che è completamente carica. Tuttavia, quando vengono utilizzate le due ruote, spesso si ricaricano quando sono scariche e quasi si allontanano quando sono cariche. In genere, la batteria non può essere caricata completamente, specialmente nelle applicazioni di sostituzione della batteria condivisa. Ad esempio, quando i motociclisti espresso utilizzano pacchi batteria condivisi, al fine di garantire un trasporto conveniente, passeranno a un pacco batteria con maggiore capacità quando vedono l'armadio della batteria, il che farà sì che la batteria sia sempre in uno stato di carica superficiale e scarico superficiale. L'influenza dell'errore del SOC del veicolo a due ruote è relativamente grande.

In secondo luogo, l'influenza della temperatura ambiente e della velocità di scarica sulla capacità propria della batteria GG. Le motociclette elettriche hanno temperature elevate e basse temperature durante la guida. Queste condizioni hanno un impatto maggiore sulla batteria stessa. In qualità di BMS, i dati originali che possiamo monitorare sono tensione, corrente, temperatura e altre informazioni, ma non c'è modo di controllare la batteria. La sua capacità non si deteriora, quindi l'ambiente esterno e le abitudini di utilizzo dei diversi motociclisti hanno una grande influenza sulla capacità della batteria'

In terzo luogo, la durata del ciclo della batteria. Poiché il costo di utilizzo delle batterie per i veicoli a due ruote è inferiore a quello per le autovetture, il ciclo di vita delle batterie per i veicoli a due ruote è generalmente inferiore a quello delle autovetture. Pertanto, diversi produttori devono prestare attenzione alla durata del ciclo delle batterie in base ai diversi modelli e ai diversi gruppi di clienti.

Quarto, l'incoerenza delle batterie. Poiché la capacità del pacco batteria del veicolo a due ruote non è generalmente molto grande, ma la potenza di carica e scarica non è molto piccola, la consistenza del nucleo della batteria è relativamente facile da apparire. Soprattutto dopo sei mesi e un anno, ci sarà una grande differenza nella tensione delle celle della batteria, che influenzerà seriamente la stima del SOC.

In quinto luogo, l'impatto dell'accuratezza dell'acquisizione di corrente e tensione BMS sulla stima SOC. BMS ha bisogno di ottenere alcuni dati grezzi sul pacco batteria per la stima del SOC. Tuttavia, nel veicolo a due ruote BMS, al fine di soddisfare meglio i requisiti di basso costo del cliente&per BMS, a volte è necessario rinunciare a una certa precisione. Ma quanta precisione dovrebbe essere ridotta? Questo deve anche considerare il grado di influenza sul SOC.

D'altro canto, anche il consumo energetico del BMS stesso ha un impatto maggiore sulla stima del SOC. Per le applicazioni BMS nel campo automobilistico, il BMS può raggiungere un consumo energetico pari a zero dopo aver spento la chiave. Una volta disattivata l'alimentazione a bassa tensione, il BMS si spegnerà senza consumo di energia. Ma nei prodotti a basso consumo, BMS non è facile da ottenere un consumo energetico pari a zero.

Il sonno BMS è generalmente suddiviso in sonno profondo e sonno superficiale. Quando si entra in modalità di sonno profondo, può essere inferiore a 20 mA. Se si calcola in base al consumo di corrente di 10 mA, si scoprirà che la potenza della batteria è di circa 40- dopo molto tempo. Circa 50 giorni, la batteria è sostanzialmente consumata. Quindi, quando calcoliamo il SOC, dobbiamo includere il consumo energetico del BMS stesso.

Il quarto aspetto è la nuova infrastruttura per le due ruote. La piattaforma di servizio del veicolo a due ruote è la piattaforma di monitoraggio dei dati a distanza. Al momento, viene svolto più lavoro di raccolta e raccolta dei dati. È inoltre necessario stimare il SOH della cella della batteria e del pacchetto PACK, che può fornire un preavviso all'utente, evitare la batteria e ci sono effetti negativi sull'uso del&dell'utente.

In effetti, abbiamo riscontrato un problema nel progetto che abbiamo contattato in precedenza e abbiamo bisogno di proporre requisiti diversi per la funzione di trasmissione dati remota in base a diversi scenari di utilizzo. Ad esempio, per quanto riguarda le autovetture, lo Stato ha successivamente unificato la proposta di caricare i dati sulla piattaforma dei big data per una supervisione unificata, ma per l'applicazione delle motociclette elettriche a due ruote, la funzione di trasmissione dati a distanza è davvero necessaria? Sappiamo che la funzione di trasmissione dati a distanza aumenterà il costo. Gli attuali operatori di telecomunicazioni con carta 2G non funzioneranno più nel prossimo futuro. Oltre all'elevato consumo energetico di un modulo 4G, anche il costo è relativamente elevato, rispetto al costo di un pacco batteria di piccola capacità. In altre parole, il costo di installazione di un modulo di trasmissione dati remota è molto alto. Alcuni clienti aumentano lo scopo della trasmissione remota dei dati per prevenire la perdita dei pacchi batteria. Tuttavia, dopo uno o due anni di statistiche, si è riscontrato che anche se il valore della batteria persa viene pagato direttamente, è comunque inferiore al costo di aggiunta di un modulo remoto a ciascun pacco batteria. Pertanto, l'aggiunta di funzioni di trasmissione dati a distanza nel campo delle due ruote non è al momento così significativa.

grazie a tutti!