Wat is een batterijbeheersysteem?

Definitie

Batterijbeheersysteem (BMS) is technologie die is gericht op het toezicht op een batterijpakket, dat een verzameling batterijcellen is, elektrisch georganiseerd in een rij x kolommatrixconfiguratie om levering van een gericht bereik van spanning en stroom mogelijk te maken gedurende een bepaalde tijd tegen verwachte belastingscenario's.Het overzicht dat een BMS biedt, omvat meestal:

• Bewaking van de batterij
• Batterijbescherming bieden
• De operationele status van de batterij schatten
• Voortdurende optimalisatie van de batterijprestaties
• Bedrijfsstatus rapporteren aan externe apparaten

Hier impliceert de term "batterij" het hele pakket;de bewakings- en besturingsfuncties worden echter specifiek toegepast op individuele cellen, of groepen cellen die modules worden genoemd in de totale batterijpakketassemblage.Oplaadbare lithium-ioncellen hebben de hoogste energiedichtheid en zijn de standaardkeuze voor batterijpakketten voor veel consumentenproducten, van laptops tot elektrische voertuigen.Hoewel ze uitstekend presteren, kunnen ze nogal meedogenloos zijn als ze buiten een over het algemeen krappe veilige werkruimte (SOA) worden gebruikt, met resultaten variërend van het in gevaar brengen van de batterijprestaties tot ronduit gevaarlijke gevolgen.Het BMS heeft zeker een uitdagende functieomschrijving, en de algehele complexiteit en het overzichtsbereik ervan kunnen vele disciplines omvatten, zoals elektrisch, digitaal, controle, thermisch en hydraulisch.

Hoe werken batterijbeheersystemen?

Batterijbeheersystemen hebben geen vaste of unieke set criteria die moeten worden aangenomen.De reikwijdte van het technologische ontwerp en de geïmplementeerde functies correleren over het algemeen met:

• De kosten, complexiteit en grootte van het batterijpakket
• Toepassing van de batterij en eventuele zorgen over veiligheid, levensduur en garantie
• Certificeringsvereisten uit verschillende overheidsvoorschriften waarbij kosten en boetes voorop staan ​​als er onvoldoende functionele veiligheidsmaatregelen zijn getroffen

Er zijn veel BMS-ontwerpfuncties, met batterijbeschermingsbeheer en capaciteitsbeheer als twee essentiële kenmerken.We zullen hier bespreken hoe deze twee functies werken.Het beheer van batterijpakketbeveiliging heeft twee belangrijke gebieden: elektrische beveiliging, wat inhoudt dat de batterij niet beschadigd mag worden door gebruik buiten de SOA, en thermische beveiliging, waarbij passieve en/of actieve temperatuurregeling wordt gebruikt om het pakket in zijn SOA te houden of te brengen.

Bescherming elektrisch beheer: stroom

Het bewaken van de stroom van het batterijpakket en de cel- of modulespanning is de weg naar elektrische bescherming.De elektrische SOA van elke batterijcel is gebonden aan stroom en spanning.Figuur 1 illustreert een typische lithium-ioncel-SOA, en een goed ontworpen BMS zal het pakket beschermen door te voorkomen dat het buiten de celclassificaties van de fabrikant valt.In veel gevallen kan verdere reductie worden toegepast om binnen de SOA-veilige zone te blijven in het belang van een langere levensduur van de batterij.

Lithium-ioncellen hebben andere stroomlimieten voor opladen dan voor ontladen, en beide modi kunnen hogere piekstromen aan, zij het voor korte perioden.Fabrikanten van batterijcellen specificeren meestal maximale continue laad- en ontlaadstroomlimieten, samen met pieklaad- en ontlaadstroomlimieten.Een GBS die stroombeveiliging biedt, zal zeker een maximale continue stroom toepassen.Dit kan echter worden voorafgegaan om rekening te houden met een plotselinge verandering van belastingsomstandigheden;bijvoorbeeld de abrupte acceleratie van een elektrisch voertuig.Een BMS kan piekstroombewaking omvatten door de stroom en na delta-tijd te integreren, waarbij wordt besloten om de beschikbare stroom te verminderen of de pakketstroom helemaal te onderbreken.Hierdoor kan het BMS vrijwel onmiddellijk gevoelig zijn voor extreme stroompieken, zoals een kortsluiting die niet de aandacht heeft getrokken van interne zekeringen, maar ook vergevingsgezind zijn voor hoge piekbelastingen, zolang ze niet te overdreven zijn voor lang.

Bescherming elektrisch beheer: spanning

Figuur 2 laat zien dat een lithium-ion cel binnen een bepaald spanningsbereik moet werken.Deze SOA-grenzen worden uiteindelijk bepaald door de intrinsieke chemie van de geselecteerde lithium-ioncel en de temperatuur van de cellen op een bepaald moment.Bovendien worden deze SOA-spanningslimieten meestal verder beperkt om de levensduur van de batterij te optimaliseren, aangezien elk batterijpakket een aanzienlijke hoeveelheid stroomcycli ervaart, ontlaadt vanwege belastingseisen en opladen door een verscheidenheid aan energiebronnen.Het GBS moet weten wat deze limieten zijn en zal beslissingen afdwingen op basis van de nabijheid van deze drempels.Bij het naderen van de hoogspanningslimiet kan een GBS bijvoorbeeld verzoeken om een ​​geleidelijke verlaging van de laadstroom, of verzoeken om de laadstroom geheel te beëindigen als de limiet wordt bereikt.Deze limiet gaat echter gewoonlijk gepaard met aanvullende overwegingen voor intrinsieke spanningshysterese om gebabbel over de uitschakeldrempel te voorkomen.Aan de andere kant, bij het naderen van de laagspanningslimiet, zal een BMS vragen dat belangrijke actieve storende belastingen hun huidige eisen verminderen.In het geval van een elektrisch voertuig kan dit worden gedaan door het toegestane koppel dat beschikbaar is voor de tractiemotor te verminderen.Natuurlijk moet het BMS de veiligheidsoverwegingen voor de bestuurder de hoogste prioriteit geven en tegelijkertijd het batterijpakket beschermen om blijvende schade te voorkomen.

Bescherming thermisch beheer: temperatuur

Op het eerste gezicht lijkt het erop dat lithium-ioncellen een groot temperatuurbereik hebben, maar de algehele batterijcapaciteit neemt af bij lage temperaturen omdat de chemische reactiesnelheden aanzienlijk vertragen.Wat betreft capaciteit bij lage temperaturen presteren ze veel beter dan loodzuur- of NiMh-batterijen;temperatuurbeheer is echter van essentieel belang, aangezien opladen onder 0 °C (32 °F) fysiek problematisch is.Het fenomeen van plateren van metallisch lithium kan optreden op de anode tijdens opladen onder het vriespunt.Dit is blijvende schade en leidt niet alleen tot verminderde capaciteit, maar cellen zijn ook kwetsbaarder voor storingen als ze worden blootgesteld aan trillingen of andere stressvolle omstandigheden.Een GBS kan de temperatuur van het batterijpakket regelen door middel van verwarming en koeling.

Het gerealiseerde warmtebeheer is volledig afhankelijk van de grootte en de kosten van het batterijpakket en de prestatiedoelstellingen, ontwerpcriteria van het BMS en de producteenheid, waarbij rekening kan worden gehouden met de beoogde geografische regio (bijv. Alaska versus Hawaï).Ongeacht het type verwarmer is het over het algemeen effectiever om energie te halen uit een externe wisselstroombron of een alternatieve interne batterij die bedoeld is om de verwarmer te laten werken wanneer dat nodig is.Als de elektrische verwarming echter een bescheiden stroomverbruik heeft, kan de energie van het primaire batterijpakket worden overgeheveld om zichzelf te verwarmen.Als een thermisch hydraulisch systeem is geïmplementeerd, wordt een elektrische verwarming gebruikt om het koelmiddel te verwarmen dat wordt gepompt en door het pakket wordt verdeeld.

BMS-ontwerpingenieurs hebben ongetwijfeld trucjes van hun ontwerpvak om warmte-energie in het pakket te laten druppelen.Er kunnen bijvoorbeeld verschillende vermogenselektronica in het BMS voor capaciteitsbeheer worden ingeschakeld.Hoewel het niet zo efficiënt is als directe verwarming, kan het hoe dan ook worden benut.Koeling is met name van vitaal belang om het prestatieverlies van een lithium-ionbatterijpak te minimaliseren.Een bepaalde batterij werkt bijvoorbeeld optimaal bij 20°C;als de temperatuur van de verpakking tot 30°C stijgt, kan de prestatie-efficiëntie met maar liefst 20% worden verminderd.Als het pakket continu wordt opgeladen en opgeladen bij 45°C (113°F), kan het prestatieverlies oplopen tot een flinke 50%.De levensduur van de batterij kan ook lijden onder voortijdige veroudering en degradatie als ze voortdurend worden blootgesteld aan overmatige warmteontwikkeling, met name tijdens snelle oplaad- en ontlaadcycli.Koeling wordt gewoonlijk bereikt door twee methoden, passief of actief, en beide technieken kunnen worden toegepast.Passieve koeling is afhankelijk van de beweging van de luchtstroom om de batterij te koelen.In het geval van een elektrisch voertuig betekent dit dat het gewoon op de weg rijdt.Het kan echter geavanceerder zijn dan het lijkt, omdat luchtsnelheidssensoren kunnen worden geïntegreerd om de afbuigende luchtdammen strategisch automatisch aan te passen om de luchtstroom te maximaliseren.Implementatie van een actieve temperatuurgeregelde ventilator kan helpen bij lage snelheden of wanneer het voertuig stilstaat, maar dit kan alleen maar het pakket gelijk maken met de omgevingstemperatuur.In het geval van een bloedhete dag kan dit de initiële temperatuur van de verpakking verhogen.Thermische hydraulische actieve koeling kan worden ontworpen als een aanvullend systeem en maakt doorgaans gebruik van ethyleenglycol-koelvloeistof met een gespecificeerde mengverhouding, gecirculeerd via een door een elektromotor aangedreven pomp door leidingen/slangen, verdeelstukken, een kruisstroomwarmtewisselaar (radiator) , en koelplaat die tegen de batterijeenheid zit.Een BMS bewaakt de temperaturen over het hele pakket en opent en sluit verschillende kleppen om de temperatuur van de totale batterij binnen een smal temperatuurbereik te houden om optimale batterijprestaties te garanderen.

Capaciteitsbeheer

Het maximaliseren van de capaciteit van een batterijpakket is misschien wel een van de meest vitale batterijprestaties die een BMS biedt.Als dit onderhoud niet wordt uitgevoerd, kan een batterijpakket zichzelf op den duur onbruikbaar maken.De kern van het probleem is dat een "stapel" van een batterijpakket (reeks reeks cellen) niet perfect gelijk is en intrinsiek enigszins verschillende lekkage- of zelfontladingssnelheden heeft.Lekkage is geen fabrieksfout, maar een chemisch kenmerk van de batterij, hoewel het statistisch kan worden beïnvloed door minieme variaties in het productieproces.Aanvankelijk kan een batterijpakket goed op elkaar afgestemde cellen hebben, maar na verloop van tijd verslechtert de cel-tot-cel-overeenkomst verder, niet alleen door zelfontlading, maar ook door laad- en ontlaadcycli, verhoogde temperatuur en algemene kalenderveroudering.Als u dat begrijpt, herinnert u zich eerder de discussie dat lithium-ioncellen uitstekend presteren, maar nogal meedogenloos kunnen zijn als ze buiten een strakke SOA worden gebruikt.We hebben eerder geleerd over de vereiste elektrische beveiliging omdat lithium-ioncellen niet goed omgaan met overladen.Als ze eenmaal volledig zijn opgeladen, kunnen ze geen stroom meer accepteren, en alle extra energie die erin wordt geduwd, wordt omgezet in warmte, waarbij de spanning mogelijk snel stijgt, mogelijk tot gevaarlijke niveaus.Het is geen gezonde situatie voor de cel en kan blijvende schade en onveilige bedrijfsomstandigheden veroorzaken als het aanhoudt.

De celreeks van de batterijreeks bepaalt de algehele spanning van het pakket, en een mismatch tussen aangrenzende cellen creëert een dilemma bij het opladen van een stapel.Figuur 3 laat zien waarom dit zo is.Als je een perfect uitgebalanceerde set cellen hebt, is alles in orde, omdat ze allemaal op dezelfde manier worden opgeladen en de laadstroom kan worden afgesneden wanneer de bovenste 4,0 spanningsuitschakeldrempel is bereikt.In het ongebalanceerde scenario zal de bovenste cel echter vroegtijdig zijn laadlimiet bereiken en moet de laadstroom voor het been worden beëindigd voordat andere onderliggende cellen tot de volledige capaciteit zijn opgeladen.

Het BMS is wat ingrijpt en de dag redt, of het batterijpakket in dit geval.Om te laten zien hoe dit werkt, moet een belangrijke definitie worden uitgelegd.De laadtoestand (SOC) van een cel of module op een bepaald moment is evenredig met de beschikbare lading ten opzichte van de totale lading wanneer deze volledig is opgeladen.Een batterij die zich op 50% SOC bevindt, houdt dus in dat deze voor 50% is opgeladen, wat vergelijkbaar is met een verdienste van een brandstofmeter.BMS-capaciteitsbeheer heeft alles te maken met het balanceren van de variatie van de SOC over elke stapel in de pakketassemblage.Aangezien de SOC geen direct meetbare grootheid is, kan deze met verschillende technieken worden geschat, en het balanceringsschema zelf valt over het algemeen in twee hoofdcategorieën, passief en actief.Er zijn veel variaties van thema's en elk type heeft voor- en nadelen.Het is aan de BMS-ontwerper om te beslissen welke het beste is voor het gegeven batterijpakket en de toepassing ervan.Passief balanceren is het gemakkelijkst te implementeren, evenals om het algemene balanceringsconcept uit te leggen.De passieve methode zorgt ervoor dat elke cel in de stapel dezelfde geladen capaciteit heeft als de zwakste cel.Met behulp van een relatief lage stroomsterkte wordt tijdens de laadcyclus een kleine hoeveelheid energie van cellen met een hoge SOC getransporteerd, zodat alle cellen worden opgeladen tot hun maximale SOC.Figuur 4 illustreert hoe dit wordt bereikt door het GBS.Het bewaakt elke cel en maakt gebruik van een transistorschakelaar en een ontladingsweerstand van de juiste grootte parallel aan elke cel.Wanneer het BMS detecteert dat een bepaalde cel zijn laadlimiet nadert, zal het de overtollige stroom eromheen naar de volgende cel eronder sturen op een top-down manier.

De eindpunten van het balanceringsproces, voor en na, worden weergegeven in afbeelding 5. Samengevat, een BMS balanceert een batterijstapel door een cel of module in een stapel op een van de volgende manieren een andere laadstroom te laten zien dan de pakketstroom:

• Verwijdering van de lading van de meest geladen cellen, waardoor er ruimte is voor extra laadstroom om overladen te voorkomen, en waardoor de minder geladen cellen meer laadstroom kunnen ontvangen
• Omleiding van sommige of bijna alle laadstroom rond de meest geladen cellen, waardoor de minder geladen cellen gedurende een langere tijd laadstroom kunnen ontvangen

Soorten batterijbeheersystemen

Batterijbeheersystemen variëren van eenvoudig tot complex en kunnen een breed scala aan verschillende technologieën omarmen om hun belangrijkste richtlijn te bereiken om "voor de batterij te zorgen".Deze systemen kunnen echter worden gecategoriseerd op basis van hun topologie, die betrekking heeft op hoe ze zijn geïnstalleerd en werken op de cellen of modules in het batterijpakket.

Gecentraliseerde GBS-architectuur

Heeft één centraal BMS in de batterij-eenheid.Alle batterijpakketten zijn rechtstreeks aangesloten op het centrale BMS.De structuur van een gecentraliseerd BMS is weergegeven in figuur 6. Het gecentraliseerde BMS heeft enkele voordelen.Het is compacter en het is meestal het meest economisch omdat er maar één BMS is.Er zijn echter nadelen aan een gecentraliseerd BMS.Omdat alle batterijen rechtstreeks op het BMS zijn aangesloten, heeft het BMS veel poorten nodig om verbinding te maken met alle batterijpakketten.Dit vertaalt zich in veel draden, kabels, connectoren, enz. in grote batterijpakketten, wat zowel het oplossen van problemen als het onderhoud bemoeilijkt.

Modulaire GBS-topologie

Net als bij een gecentraliseerde implementatie, is het BMS verdeeld in verschillende gedupliceerde modules, elk met een speciale bundel draden en verbindingen met een aangrenzend toegewezen deel van een batterijstapel.Zie afbeelding 7. In sommige gevallen kunnen deze GBS-submodules onder toezicht van een primaire GBS-module staan, waarvan de functie is om de status van de submodules te bewaken en te communiceren met randapparatuur.Dankzij de dubbele modulariteit zijn probleemoplossing en onderhoud eenvoudiger en is uitbreiding naar grotere accu's eenvoudig.Het nadeel is dat de totale kosten iets hoger zijn en dat er mogelijk dubbele ongebruikte functionaliteit is, afhankelijk van de toepassing.

Primair/ondergeschikt BMS

Conceptueel vergelijkbaar met de modulaire topologie, maar in dit geval zijn de slaven meer beperkt tot alleen het doorgeven van meetinformatie, en is de master gewijd aan berekening en controle, evenals externe communicatie.Dus, hoewel net als bij de modulaire typen, kunnen de kosten lager zijn, omdat de functionaliteit van de slaves doorgaans eenvoudiger is, met waarschijnlijk minder overhead en minder ongebruikte functies.

Gedistribueerde GBS-architectuur

Aanzienlijk anders dan de andere topologieën, waar de elektronische hardware en software zijn ingekapseld in modules die via bundels aangesloten bedrading met de cellen zijn verbonden.Een gedistribueerd GBS omvat alle elektronische hardware op een besturingskaart die direct op de cel of module wordt geplaatst die wordt bewaakt.Dit vermindert het grootste deel van de bekabeling naar een paar sensordraden en communicatiedraden tussen aangrenzende GBS-modules.Bijgevolg is elk BMS meer op zichzelf staand en handelt het de berekeningen en communicatie af zoals vereist.Ondanks deze schijnbare eenvoud, maakt deze geïntegreerde vorm het oplossen van problemen en onderhoud mogelijk problematisch, omdat het zich diep in een schildmodule bevindt.De kosten zijn meestal ook hoger omdat er meer BMS'en zijn in de algehele structuur van het batterijpakket.

Het belang van batterijbeheersystemen

Functionele veiligheid is van het grootste belang in een GBS.Het is van cruciaal belang tijdens het laden en ontladen om te voorkomen dat de spanning, stroom en temperatuur van een cel of module onder toezichthoudende controle de gedefinieerde SOA-limieten overschrijdt.Als de limieten voor een langere tijd worden overschreden, komt niet alleen een potentieel dure batterij in gevaar, maar kunnen er ook gevaarlijke thermische uitbarstingen ontstaan.Bovendien worden lagere spanningsdrempellimieten ook streng gecontroleerd voor de bescherming van de lithium-ioncellen en functionele veiligheid.Als de Li-ionbatterij in deze laagspanningstoestand blijft, kunnen uiteindelijk koperdendrieten op de anode groeien, wat kan leiden tot verhoogde zelfontladingssnelheden en mogelijke veiligheidsproblemen.De hoge energiedichtheid van door lithium-ion aangedreven systemen heeft een prijs die weinig ruimte laat voor fouten in het batterijbeheer.Dankzij BMS'en en lithium-ion-verbeteringen is dit een van de meest succesvolle en veilige batterijchemie die momenteel beschikbaar is.

De prestaties van het batterijpakket zijn het op één na belangrijkste kenmerk van een BMS, en dit omvat elektrisch en thermisch beheer.Om de totale batterijcapaciteit elektrisch te optimaliseren, moeten alle cellen in het pakket in evenwicht zijn, wat inhoudt dat de SOC van aangrenzende cellen in het geheel ongeveer gelijk is.Dit is buitengewoon belangrijk omdat niet alleen een optimale batterijcapaciteit kan worden gerealiseerd, maar het helpt algemene degradatie te voorkomen en potentiële hotspots door overladen van zwakke cellen te verminderen.Lithium-ionbatterijen moeten ontlading onder lage spanningslimieten vermijden, omdat dit kan leiden tot geheugeneffecten en aanzienlijk capaciteitsverlies.Elektrochemische processen zijn zeer temperatuurgevoelig en batterijen zijn daarop geen uitzondering.Wanneer de omgevingstemperatuur daalt, nemen de capaciteit en beschikbare batterij-energie aanzienlijk af.Dientengevolge kan een BMS een externe in-line verwarming inschakelen die zich bijvoorbeeld op het vloeistofkoelsysteem van een batterijpakket voor elektrische voertuigen bevindt, of residente verwarmingsplaten inschakelen die zijn geïnstalleerd onder modules van een pakket dat is ingebouwd in een helikopter of andere vliegtuigen.Bovendien, aangezien het opladen van ijskoude lithium-ioncellen nadelig is voor de levensduur van de batterij, is het belangrijk om eerst de batterijtemperatuur voldoende te verhogen.De meeste lithium-ion-cellen kunnen niet snel worden opgeladen als ze lager zijn dan 5°C en mogen helemaal niet worden opgeladen als ze lager zijn dan 0°C.Voor optimale prestaties tijdens normaal operationeel gebruik, zorgt BMS thermisch beheer er vaak voor dat een batterij werkt binnen een smal Goldilocks-bedrijfsgebied (bijv. 30 – 35°C).Dit waarborgt de prestaties, bevordert een langere levensduur en bevordert een gezond, betrouwbaar batterijpakket.

De voordelen van batterijbeheersystemen

Een volledig batterij-energieopslagsysteem, vaak BESS genoemd, kan bestaan ​​uit tientallen, honderden of zelfs duizenden lithium-ioncellen die strategisch op elkaar zijn gepakt, afhankelijk van de toepassing.Deze systemen kunnen een nominale spanning hebben van minder dan 100 V, maar kunnen oplopen tot 800 V, met voedingsstromen van wel 300 A of meer.Elk wanbeheer van een hoogspanningspakket kan een levensbedreigende, catastrofale ramp veroorzaken.Daarom zijn BMS'en absoluut cruciaal om een ​​veilige werking te garanderen.De voordelen van BMS'en kunnen als volgt worden samengevat.

• Functionele veiligheid.Zonder twijfel, voor grootformaat lithium-ionbatterijen is dit bijzonder verstandig en essentieel.Maar zelfs kleinere formaten die in bijvoorbeeld laptops worden gebruikt, staan ​​erom bekend vlam te vatten en enorme schade aan te richten.De persoonlijke veiligheid van gebruikers van producten met lithium-ion-aangedreven systemen laat weinig ruimte voor fouten in het batterijbeheer.
• Levensduur en betrouwbaarheid.Beheer van batterijbescherming, elektrisch en thermisch, zorgt ervoor dat alle cellen worden gebruikt binnen de aangegeven SOA-vereisten.Dit delicate toezicht zorgt ervoor dat de cellen worden beschermd tegen agressief gebruik en snelle oplaad- en ontlaadcycli, en resulteert onvermijdelijk in een stabiel systeem dat mogelijk vele jaren betrouwbare service zal bieden.
• Prestaties en bereik.BMS-batterijpakketcapaciteitsbeheer, waarbij cel-naar-cel-balancering wordt gebruikt om de SOC van aangrenzende cellen over het pakket te egaliseren, maakt het mogelijk om een ​​optimale batterijcapaciteit te realiseren.Zonder deze BMS-functie om rekening te houden met variaties in zelfontlading, laad-/ontlaadcycli, temperatuureffecten en algemene veroudering, zou een batterijpakket zichzelf uiteindelijk onbruikbaar kunnen maken.
• Diagnostiek, gegevensverzameling en externe communicatie.Toezichtstaken omvatten continue bewaking van alle batterijcellen, waarbij datalogging op zichzelf kan worden gebruikt voor diagnostiek, maar vaak is bedoeld voor de taak voor berekening om de SOC van alle cellen in de assemblage te schatten.Deze informatie wordt gebruikt voor het balanceren van algoritmen, maar kan gezamenlijk worden doorgegeven aan externe apparaten en displays om de beschikbare energie van de bewoner aan te geven, het verwachte bereik of bereik/levensduur te schatten op basis van het huidige gebruik en de gezondheidstoestand van het batterijpakket te geven.
• Kosten- en garantievermindering.De introductie van een BMS in een BESS brengt kosten met zich mee, en batterijpakketten zijn duur en potentieel gevaarlijk.Hoe ingewikkelder het systeem, hoe hoger de veiligheidseisen, waardoor er meer BMS-toezicht nodig is.Maar de bescherming en preventief onderhoud van een BMS met betrekking tot functionele veiligheid, levensduur en betrouwbaarheid, prestaties en bereik, diagnose, enz. garandeert dat het de totale kosten, inclusief die met betrekking tot de garantie, zal verlagen.

Batterijbeheersystemen en synopsys

Simulatie is een waardevolle bondgenoot voor BMS-ontwerp, met name wanneer het wordt toegepast bij het verkennen en aanpakken van ontwerpuitdagingen binnen hardwareontwikkeling, prototyping en testen.Met een nauwkeurig lithium-ioncelmodel in het spel, is het simulatiemodel van de BMS-architectuur de uitvoerbare specificatie die wordt erkend als het virtuele prototype.Bovendien maakt simulatie pijnloos onderzoek mogelijk van varianten van BMS-toezichtfuncties tegen verschillende batterij- en omgevingsscenario's.Implementatieproblemen kunnen zeer vroeg worden ontdekt en onderzocht, waardoor prestatie- en functionele veiligheidsverbeteringen kunnen worden geverifieerd voordat ze op het echte hardware-prototype worden geïmplementeerd.Dit verkort de ontwikkeltijd en zorgt ervoor dat het eerste hardware-prototype robuust is.Bovendien kunnen veel authenticatietests, inclusief worstcasescenario's, worden uitgevoerd van het BMS en het batterijpakket wanneer ze worden uitgevoerd in fysiek realistische embedded systeemtoepassingen.

Synopsys SaberRDbiedt uitgebreide elektrische, digitale, besturings- en thermisch hydraulische modelbibliotheken om ingenieurs te helpen die geïnteresseerd zijn in BMS en het ontwerp en de ontwikkeling van batterijpakketten.Er zijn tools beschikbaar om snel modellen te genereren uit basisspecificaties van datasheets en meetcurves voor veel elektronische apparaten en verschillende typen batterijchemie.Statistische, stress- en foutanalyses maken verificatie mogelijk over alle spectrums van het operationele gebied, inclusief grensgebieden, om de algehele BMS-betrouwbaarheid te garanderen.Bovendien worden er veel ontwerpvoorbeelden aangeboden om gebruikers in staat te stellen een project een vliegende start te geven en snel de antwoorden te krijgen die nodig zijn uit simulatie.