Với việc phổ biến khái niệm năng lượng mới, các phương tiện năng lượng mới đã dần đi vào hàng triệu hộ gia đình. Xe năng lượng mới, như một lựa chọn mua xe mới của người dân bình thường, đã bắt đầu xâm chiếm thị trường vốn thuộc về xe nhiên liệu truyền thống.
Khi nói đến mấu chốt cốt lõi của xe sử dụng nhiên liệu truyền thống, đương nhiên không thể tách rời cái gọi là “ba mảnh ghép chính”: động cơ, khung gầm và hộp số. Trong xe điện năng lượng mới, thường có "ba bộ phận chính": pin, động cơ và điều khiển điện tử. Bài viết này tập trung vào việc giới thiệu điều khiển điện tử của "ba bộ phận chính" của xe điện năng lượng mới (thường được gọi là hệ thống quản lý pin trong ngành). BMS).
Sự khác biệt lớn nhất giữa xe điện năng lượng mới và xe nhiên liệu truyền thống là chúng sử dụng pin lithium-ion làm nguồn điện. Là một liên kết quan trọng giữa bộ pin, hệ thống xe và động cơ, tầm quan trọng của hệ thống quản lý pin BMS là điều hiển nhiên. Các công ty xe hơi năng lượng coi hệ thống quản lý pin là công nghệ cốt lõi của công ty. Ví dụ nổi tiếng nhất là Tesla mà mọi người đều quen thuộc. Trong số “ba thành phần chính” của xe điện Tesla, pin đến từ Panasonic và động cơ đến từ các Nhà cung cấp, và chỉ có hệ thống quản lý pin là công nghệ cốt lõi do Tesla độc lập phát triển. Hầu hết các quyền sở hữu trí tuệ cốt lõi mà Tesla đăng ký từ năm 2008 đến 2015 đều liên quan đến hệ thống quản lý pin. Điều này cho thấy hệ thống quản lý pin có liên quan đến các phương tiện năng lượng mới. Tầm quan trọng của. Ở Trung Quốc, hoạt động R&D và sản xuất hệ thống quản lý pin BMS chủ yếu tập trung ở ba loại công ty sau:
1. Nhà sản xuất xe năng lượng mới, công ty đại diện: BYD
2. Hãng sản xuất Battery PACK, hãng đại diện: Junlee, Pride
3. Nhà sản xuất BMS chuyên nghiệp, công ty đại diện: Huizhou Yineng, Thâm Quyến Guoxin Power
Mục đích của hệ thống quản lý pin BMS là gì?
Hệ thống quản lý pin BMS là một sản phẩm mới ra đời trong thế kỷ này. Bởi vì phản ứng điện hóa khó kiểm soát và những thay đổi về hiệu suất vật liệu trong quá trình này là khó nắm bắt, nên người quản gia như vậy cần phải liên tục giám sát và điều chỉnh hoạt động của bộ pin. Để đảm bảo sử dụng an toàn, các chức năng quan trọng của nó là:
1. Ước tính chính xác trạng thái sạc của bộ pin lithium-ion điện
Ước tính chính xác trạng thái sạc (StateofCharge, hoặc SOC) của bộ pin lithium-ion nguồn, nghĩa là dung lượng pin còn lại, để đảm bảo rằng SOC được duy trì trong phạm vi hợp lý và để tránh làm hỏng pin do sạc quá mức hoặc xả quá mức, để dự đoán năng lượng lai bất cứ lúc nào Lượng năng lượng còn lại trong pin lưu trữ năng lượng của ô tô hoặc trạng thái sạc của pin lưu trữ năng lượng.
2. Tự động giám sát trạng thái làm việc của bộ pin lithium-ion nguồn
Trong quá trình sạc và xả pin, điện áp và nhiệt độ cực của từng pin trong bộ pin lithium-ion nguồn, dòng điện sạc và xả cũng như tổng điện áp của bộ pin được thu thập theo thời gian thực để ngăn pin bị chai. sạc quá mức hoặc xả quá mức. Đồng thời, trạng thái pin có thể được đưa ra kịp thời, có thể chọn pin có vấn đề, có thể duy trì độ tin cậy và hiệu quả của toàn bộ nhóm pin và có thể thực hiện mô hình ước tính lượng điện năng còn lại. Ngoài ra, cần thiết lập tệp lịch sử của từng pin để tiếp tục tối ưu hóa và phát triển dữ liệu cung cấp cho các loại điện, bộ sạc, động cơ mới, v.v., đồng thời làm cơ sở cho việc phân tích ngoại tuyến các lỗi hệ thống.
3. Cân bằng giữa các ô đơn
Nghĩa là, một pin được sạc theo cách cân bằng, để mỗi pin trong bộ pin đạt trạng thái cân bằng và nhất quán. Công nghệ cân bằng là công nghệ then chốt của hệ thống quản lý năng lượng ắc quy hiện đang được nghiên cứu và phát triển trên thế giới.
Các đặc điểm của BMS công nghệ tiên tiến hiện có trên thị trường là gì?
Công nghệ tiên tiến và các sản phẩm ổn định và đáng tin cậy sẽ là những tính năng cốt lõi của các sản phẩm BMS trong tương lai. Vậy những loại sản phẩm nào là sản phẩm công nghệ tiên tiến, ổn định và đáng tin cậy? Do các tiêu chuẩn BMS của các công ty lớn trong nước vẫn chưa thống nhất, nên BMS của Thâm Quyến Guoxin Power Lấy đặc điểm hiệu suất làm ví dụ, từ bốn khía cạnh công nghệ, chức năng, chất lượng và thông số kỹ thuật tiêu chuẩn.
Công nghệ tiên tiến:
1. Công ty làm chủ thuật toán cốt lõi của SOC pin;
2. Nắm vững trạng thái ước tính sức khỏe, ước tính năng lượng sạc và xả tức thời tối đa cho phép (5s/30s) và liên tục;
3. Làm chủ công nghệ quản lý cân bằng hiệu quả, cơ chế tản nhiệt tiên tiến và có thể hỗ trợ dòng cân bằng thụ động tối đa là 200mA;
4. Làm chủ công nghệ đo lường độ chính xác cao hàng đầu của ngành, tổng lưu lượng và độ chính xác áp suất tổng có thể đạt 0,5% FSR;
5. Bộ ghi dữ liệu đa chức năng tùy chọn, hỗ trợ các chức năng nền tảng đám mây như truyền không dây, lưu trữ dung lượng lớn, GPS, v.v.;
6. Mô-đun cân bằng hoạt động tùy chọn, dòng cân bằng tối đa có thể đạt tới 5A, bảng đơn 24 chuỗi có thể được lựa chọn linh hoạt;
Tính năng an toàn:
1. Quản lý an toàn pin: bảo vệ sạc quá mức/xả quá mức đáng tin cậy, bảo vệ quá dòng/quá nhiệt/nhiệt độ thấp, bảo vệ chẩn đoán lỗi đa cấp;
2. Quản lý an toàn điện áp cao: với phát hiện bám dính rơle điện áp cao, phát hiện khóa liên động điện áp cao với khả năng chống nhiễu cao và giám sát cách điện cao áp tiên tiến;
3. Với chức năng chẩn đoán ngắt kết nối dòng điện áp và nhiệt độ;
4. Mô-đun thu thập điện áp pin có các cơ chế an toàn như bảo vệ quá dòng và ngắn mạch vòng lặp, và mạch đáng tin cậy hơn;
5. Với cấu hình linh hoạt của máy tích hợp sê-ri 5 ~ 36, sê-ri 5 ~ 48, phù hợp với tất cả các loại phương pháp chính trong ngành;
Chất lượng ổn định:
1. Tất cả các bộ phận đều được lựa chọn bằng các bộ phận cấp ô tô, với dải nhiệt độ hoạt động tiêu chuẩn cao từ -40°C đến 85°C;
2. Giám sát nhiệt độ rộng hơn và đáng tin cậy hơn, phạm vi giám sát có thể đạt tới -40~125℃;
Tuân thủ các thông số kỹ thuật tiêu chuẩn:
1. Hỗ trợ sạc tiêu chuẩn quốc gia GBT20234-2015 và GBT27930-2015;
2. Hỗ trợ các yêu cầu về quản lý vòng đời an toàn chức năng của sản phẩm theo tiêu chuẩn an toàn quốc tế ISO26262;
3. Hỗ trợ giao thức hiệu chuẩn CCP, giao thức chẩn đoán UDS, OBD-ii.
Thế tiến thoái lưỡng nan của hệ thống quản lý pin BMS
Sự phát triển của các loại xe năng lượng mới đã không thuận buồm xuôi gió. Trong hai năm qua, với việc quảng bá và sử dụng phương tiện năng lượng mới trên quy mô lớn, chúng ta cũng đã nghe rất nhiều vụ bê bối về phương tiện năng lượng mới: tự bốc cháy, sai phạm vi hành trình, v.v., nhưng tại sao? Còn những vấn đề sử dụng này thì sao? Không sử dụng hệ thống quản lý pin hoặc sử dụng hệ thống quản lý pin kém chất lượng là lý do chính. Trên thực tế, sự an toàn của các phương tiện năng lượng mới luôn là một trong những nhiệm vụ trọng tâm của chính phủ và ngành công nghiệp ô tô.
Có nhiều nguyên nhân dẫn đến tình trạng xe điện tự bốc cháy, không thể ngồi nghỉ ngơi sau khi lắp hệ thống quản lý ắc quy. Ví dụ, về độ an toàn, độ chính xác, tuổi thọ, khả năng phóng điện, v.v., một viên pin có thể được sạc và xả 2000 lần và chỉ có thể là 1000 lần sau khi tạo thành một bộ pin. Nếu được trang bị BMS chưa hoàn thiện, trạng thái sạc và xả pin không thể được theo dõi chính xác trong thời gian thực, điều này có thể dễ dàng gây ra mức tiêu thụ năng lượng cục bộ quá mức của lõi pin, nhiệt cục bộ và thông tin không thể truyền đến trình điều khiển, dễ dẫn đến pin tự bốc cháy. Những người trong ngành tin rằng việc cài đặt một BMS quản lý pin tuyệt vời có thể cải thiện hiệu quả việc sử dụng pin, ngăn chặn việc sạc và xả pin quá mức, đồng thời kéo dài tuổi thọ pin, giám sát bộ pin và trạng thái hoạt động của từng ô pin, đồng thời ngăn chặn hiệu quả pin Trong trường hợp tự bốc cháy, người lái xe sẽ được cảnh báo trước về các trường hợp khẩn cấp trong trường hợp khẩn cấp, để có thời gian đảm bảo an toàn.
Tương lai của xe năng lượng mới và hệ thống quản lý pin
Ngành công nghiệp ô tô năng lượng mới bắt đầu vào đầu thế kỷ 21 và nó chỉ mới được phát triển trong hơn mười năm. Do mong muốn của mọi người về bảo vệ môi trường và năng lượng tái tạo, các phương tiện năng lượng mới đã mở ra cơ hội phát triển. Trong tương lai, các phương tiện sử dụng năng lượng mới sẽ đóng vai trò là kẻ thách thức xâm chiếm thị trường rộng lớn vốn thuộc về phương tiện sử dụng nhiên liệu truyền thống, và do nhu cầu phát triển của xã hội, hình thức xâm phạm thị phần này có thể xảy ra.
Trong khi mong đợi sự phát triển nhanh chóng của các phương tiện năng lượng mới, chúng ta phải nhận thức rõ ràng rằng sự phát triển của công nghệ là cơ sở cho sự phát triển của ngành và các sản phẩm ổn định, hiệu quả, an toàn và đáng tin cậy là hiện thân của công nghệ. Chúng ta phải hiểu rằng ngành công nghiệp xe năng lượng mới trong nước hiện nay không thân thiện. Các sự cố tự bốc cháy thường xuyên của xe điện và phạm vi hành trình sai đã cho thấy những điểm không hoàn hảo của các tiêu chuẩn thiết kế, thử nghiệm và sản xuất trong nước hiện tại đối với các bộ pin năng lượng mới và hệ thống quản lý pin.
Hiện tại có hàng trăm công ty BMS và các nhà sản xuất xe năng lượng mới lớn chọn phát triển hệ thống quản lý pin của riêng họ hoặc sử dụng các công ty sản xuất BMS cạnh tranh quốc tế do Đức, Nhật Bản và Hoa Kỳ đứng đầu.
Thiếu các thông số kỹ thuật và tiêu chuẩn, và không có tổ chức có thẩm quyền để tiến hành thử nghiệm có thẩm quyền của BMS được sản xuất bởi các nhà sản xuất. Đây là bài toán nan giải hiện nay của thị trường BMS trong nước, dẫn đến sản phẩm BMS không đồng đều, khó quảng bá trên diện rộng. Đồng thời, nhiều nhà sản xuất ô tô và công ty sản xuất pin PAC chưa hiểu rõ tầm quan trọng của BMS, cho rằng chỉ cần mỗi ô pin có thể kết nối với nhau thì có thể đảm bảo hoạt động của xe. Giá thấp, để ký hợp đồng, một số nhà cung cấp BMS kém chỉ có thể giảm chỉ số chức năng BMS hoặc đơn giản là một phần chức năng, từ đó gieo rắc những mối nguy hiểm tiềm ẩn về an toàn, điều này cũng vô trách nhiệm và gây hại cho toàn ngành. Chỉ bằng cách thiết lập một tiêu chuẩn công nghiệp thống nhất càng sớm càng tốt, ngăn chặn các nhà sản xuất không đáp ứng yêu cầu của thị trường và thiết lập một hệ thống kiểm tra hợp lý, hệ thống quản lý pin và phương tiện năng lượng mới mới có một tương lai bền vững. Đây cũng là nhu cầu của nhiều nhà sản xuất và người tiêu dùng.