リチウム電池パック BMS ソフトウェア制御システム

BMS の背後にあるソフトウェアがすべてを制御します。 ほとんどのメーカーは、ソフトウェアが BMS 全体を制御するため、ソフトウェアをコア テクノロジーとみなしています。 ほとんどのハードウェアは既製のコンポーネントをベースにすることができますが、ソフトウェアは個別の設計が必要であり、数千行のプログラミング コードが含まれるだけでなく、コードには多くのアルゴリズムが含まれる場合があります。 制御ソフトウェアは、一連の数式と計算方法を使用して、現時点で使用できるエネルギーと電力の量、現在の SOC はいくらか、SOC の量など、さまざまな時点でのすべてのバッテリーのさまざまな状態 (SOx) を理解します。残量とバッテリーの SOC 残量。 平均余命はどれくらいですか？ このアルゴリズムは通常、非常に複雑なモデルに基づいており、特定のシステムと細胞の構造に基づいています。 ほとんどの場合、BMS 設計者は、制御された実験室環境でセルの実行を研究し、さまざまな条件下でセルがどのように動作するかを理解し、それをコードに変換します。 一連の反復ステップの後、ソフトウェア設計者は最終的に、ほとんどの条件下でバッテリーセルの性能を正確に予測する適切なアルゴリズムを設計することができます。 BMS の設計は非常に複雑であるため、特定の化学タイプのバッテリーセルに適した BMS を使用することはできません。 異なる種類の他の細胞化学に適用することはできません。 たとえば、NMC バッテリの一般的な動作電圧は 3.7 V ですが、LFP バッテリの動作電圧は 33 V、LTO インダクタの動作電圧は 2.2 V です。 したがって、すべてのアルゴリズムは、バッテリーが動作できる最高電圧と最低電圧を知っている必要があります。 現在、一部の BMS メーカーは、さまざまな種類のバッテリー アプリケーションに適応する独自のハードウェアを提供するさまざまなソフトウェアを開発しています。

BMS はバッテリーパックの中核となる制御ユニットです。

セルは電気的に接続されているか、セルのグループがスレーブ回路基板にリンクされて全体を形成しています。 これら 2 つのシステムを評価する研究は過去に数多くありましたが、アクティブ バランシング システムに長期的な利点があることは示されていませんでした。 言い換えれば、現在の技術レベルに関する限り、2 つのイコライゼーション方法は機能の点で同等に効果的です。 相対的に言えば、アクティブイコライゼーションシステムのコストはわずかに高くなります。 BMS のその他の機能 イコライゼーション機能に加えて、BMS には他にも多くの重要な機能があります。 たとえば、容量のバランスはバッテリー パックの寿命に大きな影響を与えますが、バランス機能のないエネルギー貯蔵システムも引き続き機能します。 ただし、セルとバッテリーパックの温度と電圧の監視はシステムの安全性に関係します。 したがって、BMS の中核的なタスクの 1 つは、バッテリー パックの電流、セルとバッテリーの電圧と温度の監視など、バッテリー システムとセルが安全な状態で動作していることを確認することです。 バッテリ電流を監視すると、充電および放電中にシステムで利用可能な電力量を判断できます。 バッテリーセルの充電電圧が最大電圧を超えたり、放電電圧が最小電圧より低い場合、バッテリーセルの故障の原因となります。これは、BMS が直列バッテリーパックの各セルを監視することが非常に重要であるためです (セルが並列に接続されている場合、ほとんどの BMS システムはセルを単一のセルとして扱います)。 このデータは、システムがいつ充電を開始し、いつ放電を停止するかをガイドできます。 電気状態の温度を検出して管理することも重要な機能です。過酷な条件下で継続的に動作すると、バッテリー コアの寿命が短くなるだけでなく、バ​​ッテリー コアの熱暴走のリスクが高まるからです。 BMS は、バッテリーのメンテナンスを実行する必要があるかどうかをシステムに伝えることができます。 コアは加熱または冷却されます。 BMS のもう 1 つの重要な機能は、外部システムと通信することです。 多くの高度な BMS は、車両またはエンジン コントローラーから情報を受信し、フィードバックを送信できます。 まず、BMS はバッテリーの放電を減らすか停止する要求を送信し、次にバッテリーの状態 (バッテリー マップの容量やエネルギーなど) データを送信し、最後にこれらのデータを走行距離や寿命に変換してユーザーに提供します。 最後に、BMS システム内のコンタクターをいつ開閉するかを決定し、バッテリーからモーターへ、または充電システムから充電用バッテリーへの電気の流れを制御します。