ソーラーバッテリー管理システムとは何ですか? (完全ガイド)

私たちは幸運にも先端技術の時代に生きており、先端技術がもたらす驚きを楽しんでいます。しかし、現在、高度な技術は、多くの場合、電力のサポートと切り離すことはできません.また、大型バッテリーアレイは、バックアップおよび継続的な電力供給のためのエネルギー貯蔵システムとして使用できます - エネルギー貯蔵電池ということで、この使い方がますます注目されています。

現在、最も使用されているエネルギー貯蔵バッテリーは、lifepo4バッテリーです。エネルギー貯蔵バッテリーパックにとって、完全に機能するBMS管理システムは非常に重要であり、エネルギー貯蔵バッテリーパックの効率を向上させることができます。それを最大限に活用してください。

この記事では、BMSシステムの機能と種類について詳しく説明します。BMSの重要性を誰もが理解できるようにします。エネルギー貯蔵の安全規制に注意してください 家庭での電池の用途 または産業。

BMS とは何ですか?

BMSの総称はBattery Management Systemで、バッテリー使用の安全を守るための制御システムです。これは主に、各バッテリーユニットのインテリジェントな管理とメンテナンス、バッテリーの過充電と過放電を防ぎ、寿命を延ばすためのものです。 バッテリーの耐用年数、およびバッテリーの状態を監視します。

BMS バッテリー管理システムユニットには、BMSバッテリー管理システム、制御モジュール、表示モジュール、無線通信モジュール、電気機器、電源用のバッテリーパックが含まれます。 電気機器と、電池パックの電池情報を収集するための収集モジュールとを備える。

BMS システムの構造

(1) メインボード

各スレーブ ボードのサンプリング情報を収集し、インターフェースを介してバッテリーと通信し、BDU でリレー動作を制御し、バッテリーのさまざまな状態を監視し、充電中および放電中にバッテリーを安全に使用できるようにします。

(2) スレーブボード

バッテリーバランス機能により、モジュールのセル電圧、セル温度などを監視し、メインボードに情報を送信します。スレーブ ボードとメイン ボード間の通信モードは通常、CAN 通信/RS232/RS485 です。

(3) BDU

メインボードによって制御されるプリチャージ回路、全プラスリレー、全マイナスリレー、急速充電リレーなどを含む高電圧電気インターフェースを介して、車両の高電圧負荷と急速充電ハーネスに接続.

(4) 高圧制御盤

メインボードに統合することも、独立させることもできます。バッテリーパックの電圧と電流をリアルタイムで監視し、充電前検出機能や絶縁検出機能も備えています。

バッテリー管理システムの4つのコア機能ソーラー

1. 計測機能

単セルの電圧と温度をリアルタイムで測定し、バッテリーパックの端子電圧と電流、およびその他のパラメーターを測定できます。バッテリーの安全性、信頼性、安定した動作を確保するために、保証

サービス 人生 バッテリー全体の要件は、単一のバッテリーとバッテリー パックの動作を最適に制御するための要件を満たします。

数千ワットから数百 kW の固定およびモバイル用途に最適なバッテリベースのバックアップ電源は、さまざまな用途に確実かつ効率的に電力を供給できます。

2.オンラインSOC診断機能

リアルタイムのデータ収集に基づいて、バッテリーの残りの電力SOCをオンラインで測定するための専門的な数学的分析および診断モデルが確立されます。電池残量と信頼できる使用時間は、以下の場合です。

エネルギー貯蔵アプリケーション用のバッテリ管理システムの実装には多くの課題があり、その解決策は決して小型で低容量のバッテリ パックの管理システムから単純に「スケーリング」することではありません。代わりに、より複雑な新しい戦略と主要なサポート コンポーネントが必要になります。

3. バッテリーシステム作動警報機能

バッテリシステムが過電圧、不足電圧、過電流、高温、低温、通信異常、BMS 異常などの状態にある場合、アラーム情報を表示およびアップロード、報告できます。

課題の出発点は、多くのバッテリー パラメータの測定値に高い精度と信頼性が求められることです。 （「」について読むことができますバッテリーの実際の容量をテストする方法")

さらに、サブシステムの計画はモジュール化されており、考えられる拡張要件、全体的な管理上の問題、必要なメンテナンスを考慮して、ユーザーの特定のニーズに合わせて構成を調整できるようにする必要があります。

4. バッテリーシステム保護機能

運転中に発生する可能性のあるバッテリーの重大な過電圧、低電圧、過電流（短絡）などの異常な故障状態に対して、高電圧制御ユニットは迅速な

バッテリー回路を迅速に遮断し、障害点を隔離し、音と光のアラーム情報を時間内に出力して、システムの安全と操作を確保します。

BMSの種類

トポロジーは、システムコスト、信頼性、設置とメンテナンスの利便性、測定予測の精度に影響を与えるため、BMS にとって非常に重要です。トポロジーの観点から、BMS は、さまざまなプロジェクト要件に応じて、集中型、モジュール型、マスタースレーブ型、分散型の 4 つのタイプに分類できます。

(1) 集中化

集中型、統合型とも呼ばれます。BMS 全体をデバイスにパッケージ化し、導体バッテリーに接続するための配線をなくすことです。

アドバンテージ：

• コンパクトな構造で、多くの場合単なる箱です。
• それから価格も安いです。
• メンテナンスは比較的簡単で、丸ごと交換するだけで済む場合が多いです。

不利益：

• スケーラビリティが悪い。製品が完成し、拡張したい場合は、再設計する必要があります。
• 配線ハーネスが長すぎると、一連の安全上の危険が発生するため、安全上の危険は大きくなります。

(2) モジュラー

集中型 BMS と非常に似ていますが、モジュラー BMS は多くの同一のサブモジュールに分割され、各パッケージのワイヤはバッテリー パネル全体の内部の異なる部分に接続されて、特定の領域を監視します。

同じ機能を持つモジュールですが、実際には全体を管理してディスパッチするメインモジュールとして割り当てられたモジュールがあります。 バッテリーパックと外界との通信他のスレーブBMSは、 マスターBMS 通信バスを介して接続されますが、機能は同じです。

アドバンテージ：

• 集中型 BMS は小型化され、複数のカスケード接続されているため、メンテナンスが容易であるなど、集中型の利点のほとんどを備えています。
• 潜在的な安全上の危険は小さいです。単一モジュールの規模が小さいため、サブモジュールから単一バッテリーまでの配線は比較的短く、バッテリーに近づけることができるため、長すぎる配線によって引き起こされる隠れた危険やエラーを回避できます。
• 拡張が容易で、より多くのサブモジュールを追加して拡張を実現できます。

不利益：

• 追加のワイヤを追加する必要があります。集中型と比較して、モジュラーステッパーはバッテリーパックに接続する必要があり、各モジュール間のワイヤ接続も必要です。
• コストが高い主な理由は、各モジュールの機能は同じですが、すべての機能が使用されるわけではないため、特に実用的な機能があまりない従属モジュールで無駄が発生することです。

(3) マスタースレーブ

マスタースレーブ機能に応じてモジュールを分離するモジュールの改良版。使用しない機能をモジュールから削除することで、大幅なコスト削減が可能です。

メイン BMS は、計算、予測、意思決定、通信など、比較的多くの機能を担当します。スレーブ ユニットは、基本的に測定のみを担当します。

アドバンテージ：

• これは、拡張コストを削減しながら、モジュール構造の利点のほとんどを継承することと同じです。

(4)分散

これまでのトポロジでは、あらゆる種類の電子機器が単一のバッテリーにインストールされることはなく、基本的にはワイヤを投げて測定されていました。

しかし、分散システムでは、当社の測定ユニットやその他の電子機器は、単一のバッテリーと統合された回路基板に直接取り付けられます。これの利点は、以前のものと比較して、BMS と単一のバッテリー間の接続が基本的に一掃されることです。

そして、計算、予測、意思決定などの作業を担当するコントローラーも持つという点で、マスタースレーブ型に少し似ています。モジュール間の通信はバスに基づいています。車では、一般的に CAN バスを使用します。

当社の各ユニットにはアクイジション回路が含まれており、CANバスを備えたMCUはバス通信を介して直接情報を送受信できます。

アドバンテージ：

• 拡張性が非常に高く、バッテリー 1 個まで拡張可能です。
• 接続の信頼性が高く、基本的に過度に長いケーブルはなく、バッテリーと測定回路が密接に統合されているため、干渉やエラーも減少します。セキュリティも高い。
• メンテナンスが簡単で、何か問題が発生した場合でも小さなユニットを交換するだけで済みます。

不利益：

• 各ユニットには一連の機器が追加されるため、コストは非常に高く、全体のコストは非常に高くなります。
• 体積が大きすぎ、各バッテリーの各セルの隣に測定システムがあり、バッテリーパネル全体の体積に影響します。現在、一部の IC は非常に小さくすることもでき、この影響因子はますます弱くなります。

バッテリーシステムにおけるBMSの位置づけ

マスター/スレーブ統合集中型 BMS は、PCBA 状態のバッテリー モジュール (一般的に 24 ストリング未満、8 ストリング/10 ストリング/12 ストリング/16 ストリング/24 ストリング) に直接取り付けられます。

マスター/スレーブ分離分散型 BMS は、バッテリ モジュール (24 ストリング未満) をスレーブ制御 CSC にリンクし、複数のスレーブ制御 CSC が BMU マスター制御にカスケード接続されます。メイン コントロールは、通信と命令の発行を担当します。

要約する

BMS バッテリ管理システムは、エネルギー貯蔵バッテリ パック、電気自動車、充電ステーションの機器、および人員の安全を守るために非常に重要です。 BMS が高温および低温の極端な環境で正常に使用できるかどうかは、まだ検証されていません。関連する研究開発担当者は、新しい技術を積極的に探求し、継続的に研究し、BMS を推進する必要があります。バッテリー管理システムのアップグレードは、人々の生活ニーズをよりよく満たすことができます。