Erkundung der BMS-Technologie der Lithiumbatterie für Zweiräder

Erkundung der BMS-Technologie von Lithiumbatterien für Zweiräder

Der teilweise Ersatz von Blei-Säure-Batterien durch Lithiumbatterien ist ein Trend, und es hat sich allmählich ein Konsens gebildet. Insbesondere im Bereich der Elektrofahrräder beschleunigten Lithiumbatterien ihren Eintritt, da der neue nationale Standard für Elektrofahrräder technische Entscheidungen traf. Die Marktnachfrage nach Elektrofahrrädern ist stark gestiegen. Diese Art der politischen Resonanz mit dem Markt hat einen riesigen neuen Marktraum für Lithiumbatterien geschaffen.

Der Ersatz von Blei-Säure-Batterien durch Lithiumbatterien wird das bestehende Angebots- und Nachfragemuster auf dem Markt nicht nur auf der Produkt- und Technologieseite, sondern auch auf dem gesamten Lieferkettensystem, Geschäftsmodell und Betriebsmodell erheblich verändern.

Das Folgende ist die Aufteilung des Themas&"Diskussion über die BMS-Technologie der Zweirad-Fahrzeug-Lithiumbatterie GG"; hergestellt von Dr. Yang, General Manager von FIRSTEK.

FIRSTEK ist ein Unternehmen, das sich auf R& D, Produktion und Innovation von Batteriemanagementsystem-Plattformtechnologie und Batterie-Big-Data-Technologie spezialisiert hat. Die Produkte werden hauptsächlich in der Energiespeicher-Stromversorgung der Zivilindustrie und des Kraftwerks, in rein elektrischen Zwei- oder Dreirädern, Hilfsrobotern und militärischen Stromversorgungsfeldern eingesetzt. Derzeit wurden einige Produkte nach Europa, Amerika und in andere Länder exportiert. Bereits Anfang 2018 begann FIRSTEK mit der Anpassung und Entwicklung intelligenter Schutzplatinen für den Markt für Zweirad-Akkus, und nach und nach wurden Chargen verfolgt. Auf den Marktterminals wurden mehr als 100.000 Produktgruppen eingesetzt.

Der erste Aspekt ist die aktuelle Branchensituation. Gegenwärtig umfassen Zweiradbatterien hauptsächlich zwei Richtungen: Erstens den Wechsel der Blei-Säure zum Lithiumbatteriemarkt; zweitens der Lithiumbatteriemarkt. Beim Wechsel der Blei-Säure zur Lithium-Batterie wird die ursprüngliche produktförmige Schnittstelle des Fahrzeugs verwendet. Das BMS-Produkt basiert auf einer reinen Hardware-Schutzplatinenlösung. Es ist schwierig, Kommunikationsfunktionen zu erreichen. Gleichzeitig ist es während des Gebrauchs leicht zu entzünden und es dauert lange. Beschädigung des Steckers verursachen. Da es nicht über die Kommunikationsfunktion verfügt, kann die Steuerung außerdem nicht mit dem Akkupack kommunizieren und das Fahrzeug kann keinen eingeschränkten Leistungsbetrieb erreichen. In Bezug auf Lithiumbatterien verfügen die meisten BMS-Schnittstellen über Kommunikationsfunktionen und können zur Kommunikation mit Steuerungen und Messgeräten verwendet werden. Im Allgemeinen können nicht nur die Strom-, Spannungs- und Fehlerinformationen auf dem Messgerät angezeigt werden. Gleichzeitig kann durch die Informationsinteraktion zwischen dem BMS und der Steuerung eine Einstellung der Ausgangsleistung, eine Dateninteraktion usw. erreicht werden, was die Gesamtleistung des Fahrzeugs erheblich verbessert. Dieser Fahrzeugtyp verwendet normalerweise intelligente Schutzplatinenprodukte.

Im zweiten Aspekt werden wir die Wecktechnologie des Smart Protection Board vorstellen. Zweirädrige Elektrofahrzeuge scheinen einfach zu sein, aber die tatsächlichen Anwendungsszenarien sind etwas komplizierter als Autos. Als nächstes werde ich die Prinzipien und Anwendungsszenarien verschiedener Weckmethoden vorstellen:

1. Wechseln Sie zum Aufwachen. Über die Hilfsschnittstelle an der Schnittstelle wird der Schaltstatus der beiden Knoten verwendet, damit die intelligente Schutzplatine erkennt, dass sich der Akku im Auto oder im Ladegerät befindet und während des Transports. Der offensichtlichste Vorteil besteht darin, dass der Akku auf dem Boden oder während des Transports platziert werden kann, um sicherzustellen, dass die Hauptleitungsschnittstelle des Akkus nicht aufgeladen wird, was für die Batteriesicherheit von großem Vorteil ist. Wenn das BMS nicht über die Erkennungsfunktion verfügt, können P-positive und P-negative Werte des Akkus Sicherheitsrisiken verursachen, wenn der Akku immer aufgeladen ist. Durch die einfachste Weckfunktion des Schalters kann das Problem des Aufladens der Schnittstelle leicht gelöst werden. Gleichzeitig kann die Vorladefunktion beim Einschalten gelöst werden, wodurch das Entzünden des Akkus aufgrund des Ladevorgangs vermieden wird.

2. Laden Sie Wake Up. Diese Anwendung bezieht sich auf die Back-End-Last. Im Allgemeinen werden P-positiv und P-negativ verwendet, um zu erfassen, ob das Back-End eine Last hat, um zu bestimmen, ob es sich im Zustand des Fahrzeugs befindet, um das Managementsystem aufzuwecken. Diese Funktion ist einfach durchzuführen, in praktischen Anwendungen gibt es jedoch weitere Überlegungen. Es handelt sich nicht um eine einfache Lasterkennung unmittelbar nach dem Aufwachen, da kein anderer Signaleingang vorhanden ist. Als BMS kann es erkennen, wann es aufgeweckt wird, aber es ist unmöglich, die Informationen zum Entfernen der Last des Fahrzeugs zu erkennen. Wenn Sie diese Informationen wissen möchten, müssen andere Aufweckmethoden mit dieser Aufweckmethode kombiniert werden, da sonst die Lastaufweckfunktion allein keinen Energiesparmodus erzielen kann. .

3. Nach der Entladung aufwachen. Dies bezieht sich auf das Aufwecken durch den Entladestrom. Das zuvor erwähnte Aufwecken der Last wird verwendet, um festzustellen, ob eine Last vorhanden ist. Das Aufwecken der Entladung bezieht sich auf das Aufwecken durch Erfassen der Größe des Entladestroms. Im Allgemeinen befindet sich die Batterie im Auto. Was das elektrische Motorrad betrifft, ist die Batterie immer im Auto eingesteckt, obwohl der Benutzer ein oder zwei Wochen lang keine Verwendung hat. In diesem Zustand verursacht der Stromverbrauch des BMS selbst. Wenn der Akku vollständig aufgeladen ist, dauert er höchstens etwa 40 Tage. Um die Nutzungsdauer verlängern zu können, werden wir einige Schlafarbeiten durchführen, z. B. wie lange geht das Auto in den Schlaf, wenn es nicht benutzt wird, und wie kann es nach dem Eintritt in den Schlafzustand mit BMS aufgeweckt werden? Zu diesem Zeitpunkt kann der aktuelle Modus zum Aufwachen verwendet werden.

4. Wachen Sie beim Laden auf. Das BMS wird durch die vom Ladegerät ausgegebene Spannung geweckt. Es ist jedoch zu beachten, dass das Ladegerät zum Laden und Aufwecken nicht die Art von Personenkraftwagen sein kann, die vor der Ausgabe der Ladespannung Daten austauschen muss. Das Aufwecken des Ladevorgangs erfordert, dass die Arbeitsmethode des Ladegeräts&darin besteht, eine Ladespannung zum Aufwecken des BMS bereitzustellen und nach dem Datenaustausch zum normalen Ladevorgang überzugehen. Der größte Vorteil dieser Weckfunktion ist: Unzureichende Batterieleistung führt zu Unterspannung, und das BMS kann nicht automatisch arbeiten. Nach dem Aufwachen durch Aufladen kann das BMS normal arbeiten. Diese Methode ist sehr nützlich für den Unterspannungsschutz. Um jedoch vernünftiger zu laden, empfehlen wir im Allgemeinen, dass das Ladegerät, wenn Kunden dies an diesem Ort tun, zuerst eine kleine Strombegrenzungsladung durchläuft und dann nach Interaktion mit den Ladedaten zum normalen Strombeladen wechselt.

5. Kommunikation aufwachen. Bezieht sich im Allgemeinen auf das Aufwecken des BMS durch Datenkommunikation. In dem von uns kontaktierten Zweirad-Elektromotorradprojekt, von der kostengünstigen 485-Kommunikation bis zur aktuellen gemeinsamen CAN-Kommunikation, ist es auch üblich, das Batteriemanagementsystem (BMS) über diese Kommunikationsmethoden aufzuwecken.

6. Vibration wacht auf. Auf diese Weise können Sie aufwachen, indem Sie dem BMS einen Vibrationssensor hinzufügen. Im Allgemeinen ist BMS leicht zu schlafen. Um Strom auf dem Elektromotorrad zu sparen, wechselt das BMS gemäß einer bestimmten Strategie automatisch in den Schlafmodus. Unter welchen Umständen wird es jedoch aktiviert? Wenn ein Hochstrom-Aufweckverfahren verwendet wird, sind die Kosten des Entwurfs tatsächlich relativ hoch, und die technischen Indikatoren sind auch relativ schwierig. Eine einfache Methode kann auch durch Vibrationsaufwecken erreicht werden.

7. Öffnen Sie die Abdeckung, um aufzuwachen. Bezieht sich hauptsächlich auf den verpackten Akku, der zum Aufzeichnen abnormaler Ereignisse verwendet wird, wenn er abnormal geöffnet wird. Diese Funktion ist normalerweise bei kleinen Akkus zu finden. Die elektronischen Schlösser von Mobike- und OFO-Fahrrädern sind mit dieser Funktion ausgestattet, um zu verhindern, dass Benutzer das Produkt missbrauchen oder die Produktabdeckung ohne Erlaubnis öffnen. Die Realisierung des Aufwachens beim Öffnen der Abdeckung wird im Allgemeinen unter Verwendung eines Lichtsensors realisiert. Normalerweise wird das BMS ohne Licht im Akkupack installiert. Das BMS kann die Aufweckfunktion beim Öffnen der Abdeckung realisieren, indem es Lichtänderungen erkennt.

8. Remote Wake Up. Diese Funktion bedeutet, dass der Benutzer die Aufweckfunktion des BMS durch Hinzufügen eines entfernten Datenmoduls realisiert. Wird normalerweise für das Zweiradleasing verwendet. Während des Leasingprozesses zahlt der Benutzer nicht pünktlich und pünktlich. Der Bediener kann den Akku aus der Ferne verriegeln, und das BMS wechselt ebenfalls in den Ruhezustand. In diesem Fall kann das BMS das Remote-Aufwecken verwenden, um den Zweck der Wiederverwendung zu erreichen. Wenn die Batterie jedoch längere Zeit nicht verwendet wurde, z. B. vom Kunden in einer Ecke platziert, kann das BMS in diesem Fall aus der Ferne geweckt werden, um den Akku und den Status des Akkus zu ermitteln kann fernüberwacht werden und der aktuelle Status kann an den Server übertragen werden, um eine Verschwendung von Batteriepackressourcen und eine Überentladung der Batterie durch Langzeitlagerung zu vermeiden.

Der dritte Teil ist die Berechnung des SOC für Zweiräder. Tatsächlich ist dieser Aspekt bei Personenkraftwagen ein relativ heißes Thema, und er ist bei Zweirädern schwieriger als bei Personenkraftwagen, da die Missbrauchssituation komplizierter ist. Die Berechnung des SOC umfasst im Allgemeinen die folgenden Methoden: Erstens die Amperestunden-Integrationsmethode; zweitens auf vollständige Kalibrierungsstrategie zurücksetzen; drittens OCV-Kalibrierung; viertens dynamische Kompensation und Kalibrierung.

Das Folgende ist eine Liste allgemeiner Faktoren, die die SOC-Berechnung bei der Verwendung von Zweirädern beeinflussen.

Bei der Anwendung von Zweirädern wird das Problem aufgrund des SOC-Fehlers hervorgehoben, der durch die Verwendung von flachem Laden und flachem Entladen verursacht wird. Die meisten Benutzer verwenden den Akku, nachdem er vollständig aufgeladen ist. Wenn jedoch Zweiräder verwendet werden, laden sie sich häufig auf, wenn sie keinen Strom mehr haben, und fahren fast weg, wenn sie aufgeladen sind. Im Allgemeinen kann der Akku nicht vollständig aufgeladen werden, insbesondere bei Anwendungen zum Austausch gemeinsamer Akkus. Wenn Expressfahrer beispielsweise gemeinsam genutzte Akkus verwenden, um einen bequemen Transport zu gewährleisten, wechseln sie zu einem Akkupack mit höherer Kapazität, wenn sie den Akku sehen. Dadurch befindet sich der Akku immer in einem Zustand geringer Ladung und flache Entladung. Der Einfluss des Fehler des SOC des Zweiradfahrzeugs ist relativ groß.

Zweitens der Einfluss der Umgebungstemperatur und der Entladerate auf die eigene Kapazität des Akkus. Elektromotorräder haben während der Fahrt hohe und niedrige Temperaturen. Diese Bedingungen wirken sich stärker auf die Batterie selbst aus. Als BMS können wir als Originaldaten Spannung, Strom, Temperatur und andere Informationen überwachen. Es gibt jedoch keine Möglichkeit, die Batterie zu steuern. Die eigene Kapazität nimmt nicht ab, so dass die äußere Umgebung und die Nutzungsgewohnheiten verschiedener Fahrer einen großen Einfluss auf die eigene Kapazität des Akkus&haben.

Drittens die Batterielebensdauer. Da die Kosten für die Verwendung von Batterien für Zweiradfahrzeuge niedriger sind als für Personenkraftwagen, ist die Lebensdauer von Batterien für Zweiradfahrzeuge im Allgemeinen kürzer als die von Personenkraftwagen. Daher müssen verschiedene Hersteller die Lebensdauer von Batterien nach verschiedenen Modellen und Kundengruppen berücksichtigen.

Viertens die Inkonsistenz der Batterien. Da die Kapazität des Zweirad-Fahrzeugbatteriesatzes im Allgemeinen nicht sehr groß ist, die Lade- und Entladeleistung jedoch nicht sehr gering ist, ist die Konsistenz des Batteriekerns relativ leicht zu erkennen. Insbesondere nach einem halben Jahr und einem Jahr wird es einen großen Unterschied in der Batteriezellenspannung geben, was die Schätzung des SOC ernsthaft beeinflussen wird.

Fünftens der Einfluss der Genauigkeit der BMS-Strom- und Spannungserfassung auf die SOC-Schätzung. BMS muss einige Rohdaten des Batteriepacks für die SOC-Schätzung erhalten. In dem zweirädrigen Fahrzeug-BMS muss jedoch manchmal auf eine gewisse Genauigkeit verzichtet werden, um die kostengünstigen Anforderungen des Kunden an BMS besser zu erfüllen. Aber wie viel Genauigkeit sollte reduziert werden? Dies muss auch den Grad des Einflusses auf den SOC berücksichtigen.

Andererseits hat der Stromverbrauch des BMS selbst auch einen größeren Einfluss auf die SOC-Schätzung. Für BMS-Anwendungen im Automobilbereich kann das BMS nach dem Ausschalten des Schlüssels einen Stromverbrauch von Null erreichen. Sobald die Niederspannungsversorgung ausgeschaltet ist, wird das BMS ohne Stromverbrauch heruntergefahren. Bei Produkten mit geringem Stromverbrauch ist es jedoch nicht einfach, mit BMS einen Stromverbrauch von Null zu erreichen.

Der BMS-Schlaf wird im Allgemeinen in Tiefschlaf und Flachschlaf unterteilt. Beim Eintritt in den Tiefschlaf kann er unter 20 mA liegen. Wenn Sie nach dem Stromverbrauchsstrom von 10 mA rechnen, werden Sie feststellen, dass die Batterieleistung nach langer Zeit etwa 40 beträgt. Etwa 50 Tage ist der Akku grundsätzlich verbraucht. Wenn wir also den SOC berechnen, müssen wir den Stromverbrauch des BMS selbst berücksichtigen.

Der vierte Aspekt ist die neue Infrastruktur für Zweiräder. Die Serviceplattform des zweirädrigen Fahrzeugs ist die Ferndatenüberwachungsplattform. Gegenwärtig werden mehr Datenerfassungs- und Erfassungsarbeiten durchgeführt. Es ist ferner erforderlich, den SOH der Batteriezelle und des PACK-Pakets zu schätzen, wodurch der Benutzer frühzeitig gewarnt, die Batterie vermieden und die Verwendung des Benutzers&nachteilig beeinflusst werden kann.

Tatsächlich haben wir in dem Projekt, mit dem wir zuvor Kontakt aufgenommen haben, ein Problem festgestellt, und wir müssen je nach Nutzungsszenario unterschiedliche Anforderungen an die Remote-Datenübertragungsfunktion stellen. In Bezug auf Personenkraftwagen hat der Staat beispielsweise später den Vorschlag vereinheitlicht, Daten zur einheitlichen Überwachung auf die Big-Data-Plattform hochzuladen. Ist die Ferndatenübertragungsfunktion für die Anwendung von zweirädrigen Elektromotorrädern jedoch wirklich erforderlich? Wir wissen, dass die Ferndatenübertragungsfunktion die Kosten erhöht. Die derzeitigen Telekommunikationsbetreiber mit 2G-Karten werden in naher Zukunft nicht mehr operieren. Neben dem hohen Stromverbrauch eines 4G-Moduls sind die Kosten im Vergleich zu den Kosten eines Akkus mit kleiner Kapazität relativ hoch. Mit anderen Worten, die Kosten für die Installation eines Remote-Datenübertragungsmoduls sind sehr hoch. Einige Kunden erhöhen den Zweck der Ferndatenübertragung, um den Verlust von Akkus zu verhindern. Nach ein oder zwei Jahren Statistik zeigt sich jedoch, dass der Wert des verlorenen Akkus, selbst wenn er direkt bezahlt wird, immer noch geringer ist als die Kosten für das Hinzufügen eines Remote-Moduls zu jedem Akku. Daher ist das Hinzufügen von Ferndatenübertragungsfunktionen im Bereich von Zweirädern derzeit nicht so sinnvoll.

Danke euch allen!