Explorando la tecnología BMS de la batería de litio para vehículos de dos ruedas

Explorando la tecnología BMS de batería de litio para vehículos de dos ruedas

El reemplazo parcial de baterías de plomo-ácido por baterías de litio es una tendencia, y gradualmente se ha formado un consenso. Especialmente en el campo de las bicicletas eléctricas, a medida que la nueva norma nacional para bicicletas eléctricas tomaba decisiones técnicas, las baterías de litio comenzaron a acelerar su entrada. La demanda del mercado de bicicletas eléctricas ha aumentado con fuerza. Este tipo de resonancia política con el mercado ha creado un enorme espacio de mercado para las baterías de litio.

El reemplazo de baterías de plomo-ácido por baterías de litio provocará cambios importantes en el patrón de oferta y demanda del mercado existente, no solo en el lado del producto y la tecnología, sino también en todo el sistema de la cadena de suministro, modelo comercial y modelo operativo.

A continuación se comparte el tema" Discusión sobre la tecnología BMS de la batería de litio para vehículos de dos ruedas" realizado por el Dr. Yang, director general de FIRSTEK.

FIRSTEK es una empresa especializada en R& D, producción e innovación de tecnología de plataforma de sistema de gestión de batería y tecnología de big data de batería. Los productos se utilizan principalmente en la industria civil y fuentes de alimentación de almacenamiento de energía de plantas de energía, dos o tres ruedas eléctricas puras, robots auxiliares y campos de suministro de energía militar. En la actualidad, algunos productos se han exportado a Europa, América y otros países. Ya a principios de 2018, FIRSTEK comenzó a personalizar y desarrollar placas de protección inteligentes para el mercado de paquetes de baterías compartidas de vehículos de dos ruedas, y gradualmente se siguieron los lotes. Se han utilizado más de 100.000 conjuntos de productos en los terminales del mercado.

El primer aspecto es la situación actual de la industria. En la actualidad, las baterías para vehículos de dos ruedas incluyen principalmente dos direcciones: primero, el cambio de plomo-ácido al mercado de baterías de litio; en segundo lugar, el mercado de las baterías de litio. En el cambio de plomo-ácido a la batería de litio, se utiliza la interfaz original en forma de producto en el automóvil. El producto BMS se basa en una solución de placa de protección de hardware pura. Es difícil lograr funciones de comunicación. Al mismo tiempo, es fácil de encender durante el uso y lleva mucho tiempo. Causar daño al conector. Además, debido a que no tiene la función de comunicación, el controlador no puede comunicarse con el paquete de baterías y el vehículo no puede lograr una operación de energía limitada. En términos de baterías de litio, la mayoría de las interfaces BMS tienen funciones de comunicación y pueden usarse para comunicarse con controladores y medidores. En términos generales, en el medidor no solo se puede mostrar la información de corriente, voltaje y fallas. Al mismo tiempo, a través de la interacción de información entre el BMS y el controlador, se puede lograr el ajuste de la potencia de salida, la interacción de datos, etc., lo que mejora en gran medida el rendimiento general del vehículo. Este tipo de vehículo suele utilizar productos de placa de protección inteligente.

En el segundo aspecto, presentaremos la tecnología de activación de la placa de protección inteligente. Los vehículos eléctricos de dos ruedas parecen simples, pero los escenarios de aplicación reales son un poco más complicados que los automóviles. A continuación, presentaré los principios y escenarios de aplicación de varios métodos de activación:

1. Cambie para despertarse. A través de la interfaz auxiliar en la interfaz, el estado del interruptor de los dos nodos se utiliza para permitir que la placa de protección inteligente reconozca que la batería está en el automóvil o el cargador y durante el transporte. La ventaja más obvia es que el paquete de baterías se puede colocar en el suelo o durante el transporte para garantizar que la interfaz de línea principal del paquete de baterías no se cargue, lo que es de gran beneficio para la seguridad de la batería. Si el BMS no tiene la función de reconocimiento, es probable que el P positivo y el P negativo del paquete de baterías causen riesgos de seguridad cuando el paquete de baterías está siempre cargado. A través de la función de activación del interruptor más simple, puede resolver fácilmente el problema de la carga de la interfaz. Al mismo tiempo, también puede resolver la función de precarga de encendido, evitando el encendido de la batería debido al proceso de carga.

2. Cargar despertador. Esta aplicación está relacionada con la carga de back-end. Generalmente, P positivo y P negativo se utilizan para detectar si el back-end tiene una carga para determinar si está en el estado del automóvil para activar el sistema de gestión. Esta función es sencilla de realizar, pero hay más consideraciones en las aplicaciones prácticas. No es una simple detección de carga, justo después de despertar, porque no hay otra entrada de señal, por lo que como BMS, puede detectar cuando se despierta, pero es imposible detectar la información de remoción de carga del automóvil. Si desea conocer esta información, debe tener otros métodos de activación combinados con este método de activación; de lo contrario, la función de activación de carga por sí sola no puede lograr el sueño de bajo consumo. .

3. Despierta después del alta. Esto se refiere al despertar por la corriente de descarga. La activación de carga mencionada anteriormente se usa para detectar si hay una carga. El despertar por descarga se refiere al despertar al detectar la magnitud de la corriente de descarga. En general, la batería se coloca en el automóvil. En cuanto a la motocicleta eléctrica, aunque el usuario no la utilice durante una semana o dos, la batería siempre está enchufada en el coche. En este estado, el consumo de energía del propio BMS provocará que cuando la batería esté completamente cargada, dure unos 40 días como máximo. Para poder extender el tiempo de uso, haremos algunos trabajos de sueño, por ejemplo, ¿cuánto tiempo va a dormir el automóvil si no se usa y cómo despertarlo con BMS después de entrar en el estado de suspensión? En este momento, el modo actual se puede utilizar para despertar.

4. Despierta al cargar. El BMS se despierta con la salida de voltaje del cargador. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que el cargador para cargar y despertar no puede ser el tipo de automóvil de pasajeros que necesita intercambiar datos antes de emitir el voltaje de carga. La activación de la carga requiere que el método de trabajo del cargador&sea proporcionar un voltaje de carga para activar el BMS y luego transferirlo al proceso de carga normal después del intercambio de datos. La mayor ventaja de esta función de activación es: la carga insuficiente de la batería conduce a un voltaje bajo y el BMS no puede funcionar automáticamente. Después de despertarse cargando, el BMS puede funcionar normalmente. Este método es muy útil para la protección contra subtensión. Pero para cargar de manera más razonable, generalmente recomendamos que cuando los clientes lo hagan en este lugar, primero deje que el cargador pase por un pequeño límite de corriente de carga y luego cambie a la carga de corriente normal después de interactuar con los datos del cargador.

5. Comunicación despierta. Generalmente se refiere a la activación del BMS a través de la comunicación de datos. En el proyecto de motocicleta eléctrica de dos ruedas que contactamos, desde la comunicación 485 de bajo costo hasta la comunicación CAN común actual, también es común despertar el sistema de gestión de baterías (BMS) a través de estos métodos de comunicación.

6. La vibración se despierta. Es una forma de despertarse agregando un sensor de vibración al BMS. En términos generales, BMS es fácil de dormir. Para ahorrar energía en la motocicleta eléctrica, el BMS ingresará automáticamente al modo de suspensión de acuerdo con una estrategia determinada, pero ¿en qué circunstancias se despertará? Si se utiliza un método de activación de alta corriente, el costo del diseño es en realidad relativamente alto y los indicadores técnicos también son relativamente difíciles. También se puede lograr un método simple mediante la activación por vibración.

7. Abra la tapa para despertarse. Se refiere principalmente a que la batería empaquetada se utiliza para registrar eventos anormales cuando se abre de manera anormal. Esta característica generalmente se encuentra en paquetes de baterías pequeños. Las cerraduras electrónicas de las bicicletas Mobike y OFO están equipadas con esta función, principalmente para evitar que los usuarios hagan un mal uso del producto o abran la tapa del producto sin permiso. La realización del despertar cuando se abre la tapa se realiza generalmente mediante el uso de un sensor de luz. Por lo general, el BMS se instala dentro del paquete de baterías sin luz. El BMS puede realizar la función de despertar cuando se abre la cubierta detectando cambios en la luz.

8. Despertar remoto. Esta función significa que el usuario se da cuenta de la función de despertar del BMS agregando un módulo de datos remoto. Generalmente se utiliza para el arrendamiento de vehículos de dos ruedas. Durante el proceso de arrendamiento, el usuario no paga a tiempo ni a tiempo. El operador puede bloquear la batería de forma remota y el BMS también entrará en estado inactivo. En este caso, el BMS puede usar la activación remota para lograr el propósito de reutilización. Por otro lado, cuando la batería no se ha utilizado durante mucho tiempo, como por ejemplo si el cliente la coloca en una esquina, en este caso, el BMS se puede despertar de forma remota para encontrar el paquete de baterías y el estado del paquete de baterías. se puede monitorear de forma remota y el estado actual se puede transmitir al servidor Para evitar el desperdicio de recursos del paquete de baterías y la descarga excesiva de la batería causada por el almacenamiento a largo plazo.

La tercera parte es el cálculo del SOC para vehículos de dos ruedas. De hecho, este aspecto es un tema relativamente candente en los turismos, y es más difícil en los vehículos de dos ruedas que en los turismos, porque la situación de abuso es más complicada. El cálculo del SOC generalmente incluye los siguientes métodos: primero, método de integración de amperios-hora; segundo, restablecer la estrategia de calibración completa; tercero, calibración OCV; cuarto, compensación dinámica y calibración.

La siguiente es una lista de factores comunes que afectan el cálculo del SOC en el uso de vehículos de dos ruedas.

En la aplicación de vehículos de dos ruedas, el problema se destaca debido al error SOC introducido por el uso de carga superficial y descarga superficial. La mayoría de los usuarios usan la batería después de que está completamente cargada. Sin embargo, cuando se utilizan vehículos de dos ruedas, a menudo se recargan cuando se agotan y casi se alejan cuando se cargan. Generalmente, la batería no se puede cargar completamente, especialmente en aplicaciones de intercambio de batería compartida. Por ejemplo, cuando los pasajeros expresos usan paquetes de baterías compartidas, para asegurar un transporte conveniente, cambiarán a un paquete de baterías con más capacidad cuando vean el gabinete de la batería, lo que hará que la batería siempre esté en un estado de carga superficial y descarga poco profunda. La influencia del error del SOC del vehículo de dos ruedas es relativamente grande.

En segundo lugar, la influencia de la temperatura ambiente y la tasa de descarga en la propia capacidad de la batería GG. Las motocicletas eléctricas tienen condiciones de alta temperatura y baja temperatura cuando están conduciendo. Estas condiciones tienen un mayor impacto en la propia batería. Como BMS, los datos originales que podemos monitorear son voltaje, corriente, temperatura y otra información, pero no hay forma de controlar la batería. Su propia capacidad no decae, por lo que el entorno externo y los hábitos de uso de los diferentes ciclistas tienen una gran influencia en la propia capacidad de la batería GG.

En tercer lugar, el ciclo de vida de la batería. Dado que el coste del uso de baterías para vehículos de dos ruedas es menor que el de los turismos, el ciclo de vida de las baterías de los vehículos de dos ruedas es generalmente más corto que el de los turismos. Por lo tanto, los diferentes fabricantes deben prestar atención al ciclo de vida de las baterías según los diferentes modelos y diferentes grupos de clientes.

Cuarto, la inconsistencia de las baterías. Dado que la capacidad del paquete de baterías de vehículos de dos ruedas generalmente no es muy grande, pero la potencia de carga y descarga no es muy pequeña, la consistencia del núcleo de la batería es relativamente fácil de observar. Especialmente después de medio año y un año, habrá una gran diferencia en el voltaje de la celda de la batería, lo que afectará seriamente la estimación del SOC.

En quinto lugar, el impacto de la precisión de la adquisición de corriente y voltaje BMS en la estimación del SOC. BMS necesita obtener algunos datos sin procesar del paquete de baterías para la estimación del SOC. Sin embargo, en el BMS de vehículos de dos ruedas, para cumplir mejor con los requisitos de bajo costo del cliente¶ BMS, a veces se debe renunciar a cierta precisión. Pero, ¿cuánta precisión debería reducirse? Esto también debe considerar el grado de influencia en el COS.

Por otro lado, el consumo de energía del propio BMS también tiene un mayor impacto en la estimación del SOC. Para aplicaciones de BMS en el campo automotriz, el BMS puede lograr un consumo de energía cero después de apagar la llave. Una vez que se apaga la energía de bajo voltaje, el BMS se apagará sin consumo de energía. Pero en productos de bajo consumo, BMS no es fácil de lograr un consumo de energía cero.

El sueño BMS generalmente se divide en sueño profundo y sueño superficial. Al entrar en sueño profundo, puede estar por debajo de 20 mA. Si calcula de acuerdo con la corriente de consumo de energía de 10 mA, encontrará que la energía de la batería es de aproximadamente 40- después de mucho tiempo. Aproximadamente 50 días, la batería se consume básicamente. Entonces, cuando calculamos el SOC, debemos incluir el consumo de energía del propio BMS.

El cuarto aspecto es la nueva infraestructura para vehículos de dos ruedas. La plataforma de servicio del vehículo de dos ruedas es la plataforma de monitoreo de datos remoto. En la actualidad, se realiza más trabajo de recopilación y recopilación de datos. Además, es necesario estimar el SOH de la celda de la batería y el paquete PACK, que puede proporcionar una advertencia temprana al usuario, evitar la batería y hay efectos adversos en el uso del&por parte del usuario.

De hecho, encontramos un problema en el proyecto con el que contactamos antes, y necesitamos presentar diferentes requisitos para la función de transmisión remota de datos de acuerdo con diferentes escenarios de uso. Por ejemplo, en términos de turismos, el estado posteriormente unificó la propuesta de subir datos a la plataforma de big data para una supervisión unificada, pero para la aplicación de motocicletas eléctricas de dos ruedas, ¿es realmente necesaria la función de transmisión remota de datos? Sabemos que la función de transmisión remota de datos aumentará el costo. Los actuales operadores de telecomunicaciones de tarjetas 2G dejarán de operar en un futuro próximo. Además del alto consumo de energía de un módulo 4G, el costo también es relativamente alto, en comparación con el costo de una batería de pequeña capacidad. En otras palabras, el costo de instalar un módulo de transmisión de datos remota es muy alto. Algunos clientes aumentan el propósito de la transmisión remota de datos para evitar la pérdida de paquetes de baterías. Sin embargo, después de uno o dos años de estadísticas, se descubre que incluso si el valor del paquete de baterías perdido se paga directamente, sigue siendo menor que el costo de agregar un módulo remoto a cada paquete de baterías. Por lo tanto, agregar funciones de transmisión de datos a distancia en el campo de los vehículos de dos ruedas no es tan significativo en la actualidad.

¡gracias a todos!