Describa brevemente el sistema de gestión de baterías de la era Ningde y BYD

Si la batería se compara con el corazón del cuerpo humano, el módulo y el paquete de baterías son como un cuerpo fuerte, entonces todo el sistema de batería de energía debe funcionar sin problemas y se necesita un cerebro que gobierne el cuerpo, eso es BMS.

El sistema de gestión de la batería (BMS) es un vínculo importante entre la batería y los vehículos eléctricos. Su preciso control y gestión escoltan la perfecta aplicación de la batería.

“ El dragón da a luz a nueve hijos, todos diferentes” Incluso si dos células individuales producidas en el mismo lote no tienen un rendimiento consistente debido a errores del proceso de producción y entornos de uso, existen inconsistencias durante el uso. Se expandirá gradualmente y puede haber peligros de sobrecarga, sobredescarga y sobrecalentamiento local, lo que afectará seriamente la vida útil y la seguridad del paquete de baterías.

En este momento, necesita BMS para mostrar sus talentos.

Entonces viene la pregunta, ¿qué es lo principal para BMS?

La función del sistema de gestión de la batería BMS

1. Estime con precisión el estado de carga de la batería de potencia

Estime con precisión el estado de carga (estado SOC) del paquete de baterías de potencia, es decir, la energía restante de la batería, para asegurarse de que el SOC se mantiene dentro de un rango razonable, para evitar daños a la batería debido a sobrecarga o descarga excesiva, por lo tanto predecir la reserva del vehículo híbrido en cualquier momento. ¿Cuánta energía queda en la batería o el estado de carga de la batería de almacenamiento de energía?

2. Supervise dinámicamente el estado de funcionamiento de la batería de alimentación

Durante el proceso de carga y descarga de la batería, el voltaje y la temperatura del terminal, la corriente de carga y descarga y el voltaje total del paquete de batería de cada batería en el paquete de batería de potencia se recopilan en tiempo real para evitar la sobrecarga o descarga excesiva del batería.

Al mismo tiempo, la condición de la batería se puede dar a tiempo, y la batería problemática se puede seleccionar para mantener la confiabilidad y alta eficiencia de todo el funcionamiento de la batería, y la realización del modelo de estimación de batería restante es posible. Además, es necesario establecer un archivo de historial de uso para cada batería para proporcionar datos para una mayor optimización y desarrollo de nuevos tipos de electricidad, cargadores, motores, etc., y para proporcionar una base para fallas del sistema de análisis fuera de línea.

3, el equilibrio entre las células

Es decir, la batería individual se carga uniformemente, de modo que cada batería del paquete de baterías alcanza un estado de ecualización y consistencia. La tecnología Equilibrium es la tecnología clave de un sistema de gestión de energía de baterías que el mundo está investigando y desarrollando actualmente.

En cuanto a la función de BMS, la clasificación en la industria es diferente. Sin embargo, desde el punto de vista del usuario, se puede dividir aproximadamente en dos funciones principales: "verificación de la batería" y "guardia de seguridad".

Comprobación médica instantánea para conocer con precisión el estado de la batería

El "examen físico" instantáneo se refiere a la recopilación de datos de la batería y la evaluación del estado.

La adquisición de datos puede entenderse simplemente como un "examen físico" de rutina de la batería; Durante el proceso de carga y descarga, el voltaje terminal, la temperatura, la corriente de carga y descarga y el voltaje total de cada batería en el paquete de baterías se recopilan en tiempo real para evitar que la batería se sobrecargue o se produzca un fenómeno de descarga excesiva.

Este "examen físico" es en línea, continuo e ininterrumpido. Cuando se encuentra que los datos son anormales durante el proceso, la condición de la batería se puede consultar a tiempo y se selecciona la batería problemática para mantener la confiabilidad y eficiencia de todo el funcionamiento de la batería.

Ningde era domina la tecnología de medición de alta precisión líder en la industria, la precisión de la presión total del flujo total puede alcanzar las cinco milésimas; los datos de muestreo tienen alta precisión, y el juicio y la corrección se realizan a tiempo mediante la comprensión en tiempo real del estado de funcionamiento real de la batería.

Una vez finalizado el "examen físico", ingresará a la etapa de análisis, diagnóstico y cálculo, y luego generará un "informe de examen físico", que puede entenderse como la evaluación del estado de la batería.

En este momento, debemos comprender la terminología común de una industria: SOC.

¿Qué es el SOC?

El estado de carga (estado SOC) del paquete de baterías es la energía restante de la batería. El SOC es la base para juzgar una serie de fallas como la sobrecarga y la descarga excesiva de la batería. La estimación precisa del SOC puede evitar que la batería se sobrecargue y se descargue en exceso, lo que prolonga la vida útil de la batería y, por lo tanto, mejora la utilización de la batería.

De hecho, además de la estimación SOC, hay SOH (Estado de salud), SOP (Estado de energía), el usuario puede ver los datos a través de la pantalla del instrumento a bordo, confirmando así el estado de funcionamiento y funcionamiento de la batería. En base a esto, sobre la base de proteger la batería, se maximiza el potencial y se mejora enormemente la experiencia de conducción.

Por lo tanto, la precisión de la estimación de datos como el SOC es particularmente importante. No se permiten las consecuencias de la estimación. Puede ser que el coche se averíe y no coincida con el kilometraje esperado.

Cuando el vehículo se somete a un experimento de carga rápida, el SOC muestra 52%

Por ejemplo, un vehículo con un rango de crucero de 400 kilómetros a plena potencia está en la carretera. Si la estimación es precisa, cuando el SOC se muestra como 10%, el kilometraje que se puede recorrer es de 40 kilómetros; si la estimación no es precisa, el SOC alcanza el 15% el kilometraje del usuario es de 60 kilómetros, de hecho, después de conducir durante 40 kilómetros, ya está muerto. Evidentemente, para el usuario, esta situación es muy mala.

Estimar el estado de la batería requiere una serie de cálculos complicados. En la era Ningde, se dominó el algoritmo central preciso. El método de estimación basado en los parámetros de la batería eliminó efectivamente la influencia del error acumulativo y la estimación fue más precisa. NCM estima la precisión en un 3% y la LFP en alrededor del 5%.

"Guardia de seguridad" protege la batería y la seguridad personal

BMS tiene otra función central, que es "guardia de seguridad"; puede entenderse simplemente como el papel de la protección, principalmente en la protección de las baterías y la seguridad de alto voltaje.

En primer lugar, debido a la complejidad de la estructura interna de la batería, el abuso o daño de la batería afectará la vida útil y la seguridad de la batería. En casos severos, la batería estará fuera de control y provocará un accidente de seguridad. Las funciones de protección de la batería de BMS son: por un lado, monitoreo en tiempo real del estado de la batería; por otro lado, la comunicación con sistemas externos como vehículos y cargadores para controlar oportuna y efectivamente el proceso de carga y descarga para evitar que ocurran accidentes peligrosos.

En la actualidad, la era Ningde se ha dado cuenta de la protección integral del BMS en el proceso de carga, descarga y ecualización de la batería, y ha logrado la prevención, detección, control del proceso y degradación de la falla.

Los ingenieros prueban el prototipo de invierno en Heihe a -30 ° C

En segundo lugar, el voltaje del sistema de la batería puede alcanzar los 300-500 V, superando con creces el voltaje de seguridad del cuerpo humano, el riesgo es extremadamente alto y la protección de seguridad de alto voltaje está acompañada. Al detectar la resistencia del aislamiento, el enclavamiento de alto voltaje y el estado del relé, BMS detecta y controla el riesgo de fugas de alto voltaje que pueden ocurrir, protegiendo así la seguridad de los conductores, pasajeros y personal de mantenimiento.

Los ingenieros realizan pruebas de alto voltaje en el OEM

Cuando se trata de seguridad, debe mencionar la seguridad funcional. La seguridad funcional está en el corazón del desarrollo de seguridad de BMS para prevenir, detectar y controlar los peligros de los sistemas de baterías de energía causados por BMS y otras fallas de componentes E / E. La era Ningde siempre ha sido el primer objetivo de desarrollo de baterías seguras del mundo. La industria ingresó anteriormente al campo del desarrollo de la seguridad funcional y es la primera empresa de baterías de energía en desarrollar productos BMS con objetivos de seguridad funcional ASILD.

¿Qué es la calificación ASILD?

La norma de seguridad internacional ISO26262 divide los requisitos de seguridad en niveles de seguridad (AIL) de A a D según el grado de riesgo de seguridad. El nivel D es el nivel más alto y es el requisito de seguridad más exigente, lo que significa que el proceso de desarrollo de seguridad funcional y los requisitos técnicos son más estrictos y los costos de desarrollo correspondientes aumentan y el ciclo de desarrollo se extiende.

Requisitos de tasa de falla de hardware aleatoria para productos con diferentes niveles de seguridad

La clasificación ASILD requiere una tasa de falla del objetivo de seguridad del producto de menos de 10 ^ -8 / h, lo que significa que se supone que un vehículo opera durante 4 horas por día, y se necesitan 70,000 años para funcionar antes de una falla funcional que viola los objetivos de seguridad. . Y una tasa de probabilidad de falla tan baja se puede comparar con los requisitos de diseño de seguridad de la aeronave.

Ningde Times ha proporcionado o cooperado con muchos clientes nacionales y extranjeros como BMW, Volkswagen, Peugeot Citroen y Great Wall para desarrollar productos BMS que cumplan con los requisitos de seguridad funcional, y ha sido reconocido unánimemente por clientes y organismos de acreditación de terceros. Al tiempo que acumula una rica experiencia en proyectos, la era Ningde ha ido formando gradualmente una gran ventaja en la seguridad funcional de los productos BMS.

De hecho, la función de BMS es mucho más que estas. Puede describirse como "cuerpo pequeño, gran sabiduría". El sistema de gestión de la batería coopera con el paquete de batería para proporcionar un potente sistema de batería de potencia para todo el vehículo. ¡En el futuro, la era Ningde también irá de la mano y se embarcará en un viaje más alto y más lejano!

Descifre el sistema de gestión de baterías BYD

En primer lugar, hablemos de la batería de Tang y Qin. El modelo debería ser el mismo, pero la cantidad de baterías en el paquete de baterías de Qin es relativamente pequeña, la capacidad es de 13 grados y la cantidad de Tang es mayor, 18 grados. Las baterías individuales son las propias baterías de fosfato de hierro y litio de BYD, con una potencia nominal de 3,2 V y una capacidad de 26 AH. ¿Por qué no es una batería ternaria de litio relativamente reciente? La razon es la siguiente:

La batería de fosfato de hierro y litio tiene una mejor vida útil y seguridad, y es más adecuada para el uso de vehículos híbridos enchufables.

La celda de la batería probablemente sea así, pero esto debería estar en el autobús, porque las reservas de electricidad son tan altas como 120AH, las nuestras solo 26AH, pero aproximadamente lo mismo, son cuboides.

El paquete de baterías de Tang está ubicado en el medio del chasis y es relativamente grande en tamaño y peso. La ventaja de estar colocado sobre el chasis es que reduce el centro de gravedad del vehículo sin afectar el espacio del maletero. Desventajas, los requisitos de descarga de agua y anticolisión son relativamente altos, el uso diario debe prestar atención a esta pieza para no remojar, no golpear.

Esta es la batería de Qin, ubicada en el asiento trasero, antes del maletero. Ventajas: El rendimiento de liberación de agua y anticolisión es muy bueno. Desventajas: el centro de gravedad es relativamente alto, afectando el espacio del maletero, y Tang está justo enfrente.

El método de conexión es la conexión en serie (todas las celdas están conectadas en serie). La batería en serie es como se muestra en la siguiente figura. La imagen es similar a la linterna que usamos antes. Varias baterías están conectadas de punta a punta.

En este modo de conexión, cada celda se descarga con la misma corriente y se descarga con la misma corriente. Al cargar, se carga la misma corriente y la celda individual no se puede cargar y descargar sin la ayuda del sistema de ecualización. Además, cuando el núcleo de una batería está lleno, es necesario dejar de cargar todo el paquete de baterías. De lo contrario, el núcleo de la batería se sobrecargará y se dañará, y cuando se vacíe una celda de la batería, todo el paquete de batería dejará de descargarse; de lo contrario, el núcleo de la batería pasará. Ponga daño.

¿Recuerda cuáles son los requisitos para las linternas? Correcto, las baterías nuevas y viejas no se pueden mezclar, lo que significa que las baterías con y sin electricidad no se pueden mezclar. Volviendo al paquete de baterías de Tang y Qin, la parte superior es un esquema y se seleccionan varias baterías. En circunstancias normales, su almacenamiento de energía debe ser exactamente el mismo, llenarse y vaciarse juntos. Si se ha realizado un ciclo así, no habrá problemas al principio del artículo.

De hecho, después de usar la batería durante un período de tiempo, habrá una diferencia en la capacidad de almacenamiento de cada batería. Hay muchas razones para la diferencia. Por ejemplo, la batería en sí tiene una capacidad inconsistente, o la resistencia interna es inconsistente, la temperatura de funcionamiento es inconsistente, etc., lo que provocará la descarga. Hay una diferencia de capacidad. Cuando la capacidad de almacenamiento de energía de cada batería es inconsistente, aparecerá la siguiente imagen:

En la superficie, solo hay una batería que pierde un poco de energía. Hay tantas baterías, ¿debería haber algún impacto? Sigamos mirando hacia abajo, qué sucede cuando este paquete de baterías se descarga:

Toda la batería libera el 80% de la energía y, en este momento, la batería que originalmente no estaba satisfecha está vacía y la batería dejará de descargarse. Si la capacidad de almacenamiento de este paquete de baterías es de 10 grados, entonces, en el caso de que esté lleno, el paquete de baterías desequilibrado se descarga al 80%, es decir, 8 grados, y no se puede descargar. En la superficie, solo falta el 5% de la energía, pero hace que el 20% de la capacidad no esté disponible. En el caso en el que se comparan solo 4 baterías, si hay más de 200, es concebible cuál es el impacto.

Entonces, ¿qué pasa si hay un desequilibrio? Esto requiere el módulo de ecualización del sistema de gestión de la batería. El módulo de ecualización de Tang y Qin utiliza un método de ecualización pasivo, es decir, un condensador con un voltaje más alto se descarga a través de una resistencia de derivación para lograr el mismo voltaje que otras celdas. Eso es:

Cada celda tiene una resistencia que es controlada individualmente por el sistema de gestión de la batería. Cuando es necesario, el circuito de esta resistencia se enciende para descargar la celda. Después de un cierto período de tiempo, este paquete de baterías desequilibrado se vuelve así:

La capacidad de la batería es la misma, la recarga puede estar completa, la descarga está vacía, todo ha vuelto a la normalidad, la capacidad ha vuelto y la vida útil de la batería ha vuelto. Suena hermoso, ¿verdad? Entonces, ¿por qué muchos coches no pueden lograr este efecto? ?

En primer lugar, ¡este proceso de descarga es muy lento! La corriente puede alcanzar 10A o más (10000ma) durante el proceso de carga, ¿y esta descarga? Se entiende que la corriente máxima permitida por esta resistencia de descarga es 30ma ~ en el caso en que el sistema de ecualización esté siempre en el mejor estado de equilibrio. En el mismo tiempo, se necesitan aproximadamente 100 horas para equilibrar la diferencia de electricidad.

En segundo lugar, el sistema de compensación no siempre funciona de la mejor manera. Para tener un buen estado de funcionamiento, el sistema necesita saber qué batería se necesita descargar y cuánta energía poner. Este proceso no se completa con ningún poder.

Este es un gráfico de la descarga de una batería de fosfato de hierro y litio. Se puede ver que la diferencia de voltaje es muy pequeña al 15% o más. En este momento, es muy difícil o incluso imposible encontrar qué núcleo de batería debe descargarse y cuánto. Por lo tanto, para que el sistema de ecualización funcione de manera eficiente, es necesario utilizar la batería en menos del 15% en tiempo real.

Luego con carga completa, deje que el automóvil se equilibre, esta vez la eficiencia de equilibrio es la más alta, a menos que el automóvil, o se recomienda esperar hasta el final del equilibrio (es decir, el tablero se apaga por completo). En el caso de un paquete de baterías desequilibrado, se necesitan aproximadamente 20 horas para una sola ecualización. Puede calcular cuántos ciclos necesita en función de la falta de energía en su paquete de baterías.

Esto también conduce a otro problema: después del final del equilibrio, un poco de electricidad, luego lleno, el vehículo volverá a entrar en equilibrio, ¿esta vez no debe contarse en el equilibrio efectivo? Según la experiencia del propietario, este equilibrio es casi nulo.

Debido a que los paquetes de baterías de Tang y Qin no están equilibrados, la mayoría de ellos tienen un voltaje demasiado bajo de una o dos baterías, y es necesario descargar otra gran cantidad de baterías. En el caso de poca potencia, las celdas restantes se pueden marcar correctamente. A alta potencia, el sistema solo marcará una celda con el voltaje más alto cuando esté llena. Es uno. Es concebible que la eficiencia sea casi insignificante.

Hablemos sobre qué tipo de batería está bien, qué tipo de problema hay. Aquí, se tomó prestado el módulo de monitoreo de batería del software DCT de 14 Qin para mostrar datos. Don no admite esto, pero el principio del paquete de baterías es el mismo.

Cuando muchas personas revisan la batería, encuentran que la batería de voltaje más bajo es de solo 2.6-2.8V. Parece que hay un problema con esta batería, y luego se requiere que la tienda 4S sea reemplazada. El 4S establece la forma del fabricante y da una respuesta normal. El cliente se sentirá fabricante. De hecho, un voltaje de una sola celda más bajo es normal.

La situación ideal es que el 5% de la energía sea inferior a 3 V para todas las celdas de voltaje, de modo que todos los paquetes de baterías estén descargados. Por supuesto, un paquete de baterías de este tipo es casi inexistente y requiere mucha uniformidad de todas las baterías. En general, la base para juzgar el estado del paquete de baterías es que en el caso del 5%, el voltaje de celda más bajo es inferior a 3 V, y el voltaje de celda de voltaje más alto es inferior a 3,15 V (descarga al 5% del voltaje instantáneo, almacenamiento Después de un tiempo, el voltaje aumentará y no aumentará.

El fabricante de la batería tiene su propio estándar. Si se cumplen las condiciones de reemplazo, puede optar por reemplazarlo. Sin embargo, el propietario recomienda utilizar el método de compensación correcto durante 100 horas. Si el efecto no es obvio, cámbielo. Debido a que el reemplazo de la batería y el original tiene cierta atenuación de la batería es muy difícil de igualar.

Si hay un problema con una batería y la capacidad real se reduce, no importa qué tan duro funcione el sistema de ecualización, no ayudará. Entonces, ¿cómo juzga el problema de la batería?

El voltaje causado por el problema de ecualización es inconsistente. Cuando el voltaje es del 5%, la celda de voltaje más bajo es la misma que la celda de voltaje más bajo al 100%. El problema de la batería es causado por la celda de voltaje más bajo al 5%, pero el voltaje es más alto o incluso más alto al 100%. Si su paquete de baterías es así, entonces no hay otra forma de reemplazar la batería problemática. ¡Centro!

Carga insuficiente y duración de la batería insuficiente: hay un problema con la ecualización de la batería o un problema con una batería. La solución es determinar primero qué situación, los comentarios de tratamiento correspondientes se han introducido en el artículo anterior.

Cargando y saltando: El paquete de baterías está en un cierto porcentaje (como 96%) cuando se carga, y alcanza directamente el 100% sin pasar por el porcentaje. La razón es que la marca del sistema para la capacidad del paquete de baterías es mayor que la capacidad real del paquete de baterías. Al cargar a este porcentaje, el voltaje de la celda ha alcanzado el voltaje para terminar la carga. Por lo tanto, el sistema deja de cargar y, al mismo tiempo, se determina que la potencia es del 100% en este momento, y la causa de este problema también es una carga insuficiente.

La baja potencia cae rápidamente: debido a las características de descarga de la batería de fosfato de hierro y litio, los cambios de voltaje en una plataforma larga en el medio son tan bajos que el sistema solo puede estimar la carga restante. Cuando la carga restante de la celda alcanza el 15% (momento en el que el voltaje de la celda correspondiente es de aproximadamente 3,18 V), el voltaje cae repentinamente.

El sistema de gestión de la batería de Tang y Qin volverá a estimar la capacidad restante de la batería cuando la batería alcance este voltaje. Si la energía restante se muestra al 30%, y el sistema se vuelve a estimar y se considera que es solo el 15%, entonces el sistema de gestión aumentará la velocidad de la pantalla de la batería, el resultado es que el 1% original puede correr 800 metros. , y en este momento solo puede correr 400 metros.

El dilema del sistema de gestión de baterías domésticas BMS

El desarrollo de vehículos de nueva energía no es fácil. En los últimos dos años, con la promoción y uso a gran escala de vehículos de nueva energía, también hemos escuchado muchos "escándalos" sobre vehículos de nueva energía: combustión espontánea, falso kilometraje, etc., y ¿por qué surgen estos problemas de uso? La falta de un sistema de gestión de baterías o el uso de un sistema de gestión de baterías inmaduras de mala calidad es la causa principal. De hecho, la seguridad de los vehículos de nueva energía siempre ha sido una de las tareas clave del gobierno y la industria automotriz.

No hace mucho, los cuatro ministerios y comisiones, incluidos el Ministerio de Ciencia y Tecnología, el Ministerio de Finanzas, el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información y la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma, emitieron conjuntamente una "orden de seguridad" para la demostración y promoción de vehículos de nueva energía (la “Carta sobre el fortalecimiento de la gestión de la seguridad del ahorro de energía y la demostración y promoción de vehículos de nuevas energías”), haciendo hincapié en “El vehículo eléctrico híbrido enchufable y el vehículo eléctrico puro que se pongan en funcionamiento de demostración deben estar equipados con -sistema de monitoreo de tiempo (BMS) para el estado de la tecnología de operación del vehículo, especialmente para fortalecer el autoencendido de la batería de energía y el vehículo eléctrico de celda de combustible. No es un sistema de administración de batería instalado, puede estar tranquilo, por ejemplo: en términos de seguridad , precisión, vida útil, capacidad de descarga, etc., la batería individual se puede cargar y descargar 2000 veces, después de que el paquete de baterías solo tenga 1 000 veces, si está equipado con BMS inmaduro, es imposible monitorear con precisión el estado de carga y descarga de la batería en tiempo real, lo que es muy probable que cause un consumo de energía local excesivo del núcleo de la batería, genere calor local y la información no se pueda transmitir al conductor, lo que conduce fácilmente a la combustión espontánea de la batería.

La industria cree que la instalación de un excelente BMS de gestión de la batería puede mejorar eficazmente la utilización de la batería, evitar la sobrecarga y la descarga excesiva de la batería y extender la vida útil de la batería, monitorear el estado operativo de la batería y cada núcleo de la batería, prevenir de manera efectiva la batería El grupo se enciende automáticamente y, en caso de emergencia, se alerta al conductor del accidente con anticipación para ganar tiempo para la seguridad.

El futuro de los vehículos de nueva energía y los sistemas de gestión de baterías

Comenzó a principios del siglo XXI, la década de desarrollo de la industria automotriz de nueva energía de China, sin embargo, en la medida en que la gente está sedienta de protección ambiental y energía renovable, los vehículos de nueva energía simplemente marcaron el comienzo de la oportunidad de desarrollo, luego abrieron las compuertas, durante un largo período en el En el futuro, los vehículos de nueva energía serán como un desafío para ocupar originalmente pertenece a la comercialización masiva de vehículos de combustible tradicionales, y como resultado de la necesidad de desarrollo social, se puede esperar apoderarse de la cuota de mercado.

Mientras esperamos el rápido desarrollo de vehículos de nueva energía, debemos entender claramente que el desarrollo de la tecnología es la base para el desarrollo de la industria, y los productos estables, eficientes, seguros y confiables son la encarnación de la tecnología. Debemos saber que la actual industria automotriz nacional de nueva energía no es amigable. Los frecuentes eventos de combustión espontánea y la falsa autonomía de los vehículos eléctricos han expuesto las imperfecciones en el diseño, las pruebas y los estándares de producción de los nuevos paquetes de baterías de energía y los sistemas de gestión de baterías en China.

La falta de parámetros y estándares técnicos, y ninguna organización autorizada para realizar pruebas autorizadas de BMS producidos por los fabricantes es el dilema actual del mercado nacional de BMS, lo que resulta en la desigualdad de los productos BMS y la promoción de un área grande difícil.

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