Khám phá công nghệ BMS của pin Lithium cho xe hai bánh

Khám phá công nghệ BMS của pin lithium cho xe hai bánh

Việc thay thế một phần pin axit-chì bằng pin lithium đang là một xu hướng, và sự đồng thuận đã dần hình thành. Đặc biệt là trong lĩnh vực xe đạp điện, khi tiêu chuẩn quốc gia mới về xe đạp điện đưa ra các quyết định kỹ thuật, pin lithium bắt đầu tăng tốc gia nhập. Nhu cầu thị trường xe đạp điện tăng mạnh. Sự cộng hưởng của chính sách này với thị trường đã mang lại một không gian thị trường mới rộng lớn cho pin lithium.

Việc thay thế pin axit-chì bằng pin lithium sẽ gây ra những thay đổi lớn trong mô hình cung cầu thị trường hiện tại, không chỉ về mặt sản phẩm và công nghệ, mà còn trên toàn bộ hệ thống chuỗi cung ứng, mô hình kinh doanh và mô hình hoạt động.

Sau đây là những chia sẻ về chủ đề" Thảo luận về Công nghệ BMS về Pin Lithium cho Xe 2 bánh" do Tiến sĩ Yang, tổng giám đốc FIRSTEK thực hiện.

FIRSTEK là doanh nghiệp chuyên về R& D, sản xuất và đổi mới công nghệ nền tảng hệ thống quản lý pin và công nghệ dữ liệu lớn về pin. Các sản phẩm chủ yếu được sử dụng trong công nghiệp dân dụng và nhà máy điện cung cấp năng lượng lưu trữ năng lượng, hai hoặc ba bánh xe điện thuần túy, robot phụ trợ và các lĩnh vực cung cấp năng lượng quân sự. Hiện nay, một số sản phẩm đã được xuất khẩu sang Châu Âu, Châu Mỹ và các nước khác. Ngay từ đầu năm 2018, FIRSTEK đã bắt đầu tùy chỉnh và phát triển các bảng bảo vệ thông minh cho thị trường pin dùng chung cho xe hai bánh, và dần dần các lô hàng đã được thực hiện. Hơn 100.000 bộ sản phẩm đã được sử dụng trên các thiết bị đầu cuối của thị trường.

Khía cạnh đầu tiên là tình hình ngành hiện tại. Hiện tại, pin xe hai bánh chủ yếu bao gồm hai hướng: thứ nhất, thay đổi axit-chì sang thị trường pin lithium; thứ hai, thị trường pin lithium. Trong quá trình thay đổi axit-chì sang pin lithium, giao diện hình sản phẩm ban đầu trên xe được sử dụng. Sản phẩm BMS dựa trên một giải pháp bo mạch bảo vệ phần cứng thuần túy. Khó đạt được các chức năng giao tiếp. Đồng thời dễ bắt lửa trong quá trình sử dụng, lâu ngày. Gây hư đầu nối. Ngoài ra, bởi vì nó không có chức năng giao tiếp, bộ điều khiển không thể giao tiếp với bộ pin và xe không thể đạt được hoạt động năng lượng hạn chế. Về pin lithium, hầu hết các giao diện BMS đều có chức năng giao tiếp và có thể được sử dụng để giao tiếp với bộ điều khiển và đồng hồ đo. Nói chung, không chỉ dòng điện, điện áp và thông tin lỗi có thể được hiển thị trên đồng hồ. Đồng thời, thông qua tương tác thông tin giữa BMS và bộ điều khiển, có thể đạt được điều chỉnh công suất đầu ra, tương tác dữ liệu, v.v., giúp cải thiện đáng kể hiệu suất tổng thể của xe. Loại xe này thường sử dụng các sản phẩm bo mạch bảo vệ thông minh.

Ở khía cạnh thứ hai, chúng tôi sẽ giới thiệu công nghệ đánh thức bảng bảo vệ thông minh. Xe điện hai bánh tưởng chừng đơn giản nhưng các kịch bản ứng dụng thực tế lại phức tạp hơn ô tô một chút. Tiếp theo, tôi sẽ giới thiệu các nguyên tắc và kịch bản ứng dụng của một số phương pháp đánh thức:

1. Chuyển sang đánh thức. Thông qua giao diện phụ trợ trên giao diện, trạng thái chuyển đổi của hai nút được sử dụng để bảng bảo vệ thông minh nhận biết rằng bộ pin đang ở trên ô tô hoặc bộ sạc và trong quá trình vận chuyển. Ưu điểm rõ ràng nhất là bộ pin có thể được đặt trên mặt đất hoặc trong quá trình vận chuyển để đảm bảo rằng giao diện dòng chính của bộ pin không bị sạc, điều này có lợi rất nhiều cho sự an toàn của pin. Nếu BMS không có chức năng nhận dạng, P dương và P âm của bộ pin có thể gây ra các nguy cơ về an toàn khi bộ pin luôn được sạc. Thông qua chức năng đánh thức công tắc đơn giản nhất, nó có thể dễ dàng giải quyết vấn đề sạc giao diện. Đồng thời giải quyết được chức năng sạc trước bật nguồn, tránh tình trạng chập cháy pin do quá trình sạc.

2. Nạp thức dậy. Ứng dụng này có liên quan đến tải phía sau. Nói chung, P dương và P âm được sử dụng để phát hiện xem phía sau có tải hay không để xác định xem nó có ở trạng thái của xe hay không để đánh thức hệ thống quản lý. Chức năng này đơn giản để thực hiện, nhưng cần cân nhắc nhiều hơn trong các ứng dụng thực tế. Nó không phải là một phát hiện tải trọng đơn giản, ngay sau khi thức dậy, bởi vì không có tín hiệu đầu vào khác, do đó, như một BMS, nó có thể phát hiện khi nó được đánh thức, nhưng không thể phát hiện thông tin loại bỏ tải của xe. Nếu bạn muốn biết thông tin này, bạn cần có các phương pháp đánh thức khác kết hợp với phương pháp đánh thức này, nếu không chỉ riêng chức năng đánh thức tải không thể đạt được trạng thái ngủ năng lượng thấp. .

3. Thức dậy sau khi xuất viện. Điều này đề cập đến việc đánh thức bởi dòng phóng điện. Đánh thức tải được đề cập trước đó được sử dụng để phát hiện xem có tải hay không. Đánh thức phóng điện đề cập đến đánh thức bằng cách phát hiện cường độ của dòng điện phóng điện. Nói chung, pin được đặt trong xe hơi. Theo như đối với xe máy điện, mặc dù người dùng không sử dụng trong một hoặc hai tuần nhưng ắc quy vẫn luôn được cắm trên xe. Ở trạng thái này, điện năng tiêu thụ của chính BMS sẽ gây ra Khi pin được sạc đầy, nó kéo dài tối đa khoảng 40 ngày. Để có thể kéo dài thời gian sử dụng, chúng ta sẽ thực hiện một số thao tác về chế độ ngủ, ví dụ như xe sẽ đi vào chế độ ngủ bao lâu nếu không sử dụng, và làm thế nào để đánh thức xe bằng BMS sau khi vào trạng thái ngủ? Lúc này, chế độ hiện tại có thể được sử dụng để đánh thức.

4. Thức dậy khi sạc. BMS được đánh thức bởi điện áp đầu ra của bộ sạc. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng cục sạc báo thức không thể là loại xe khách cần trao đổi dữ liệu trước khi xuất ra điện áp sạc. Đánh thức sạc yêu cầu phương pháp làm việc của bộ sạc&# 39 là cung cấp điện áp sạc để đánh thức BMS, sau đó chuyển sang quy trình sạc bình thường sau khi trao đổi dữ liệu. Ưu điểm lớn nhất của chức năng đánh thức này là: pin không đủ dẫn đến điện áp thấp và BMS không thể hoạt động tự động. Sau khi thức dậy bằng cách sạc, BMS có thể hoạt động bình thường. Phương pháp này rất hữu ích để bảo vệ điện áp thấp. Nhưng để sạc hợp lý hơn, chúng tôi khuyến nghị khách hàng khi thực hiện tại nơi này, trước tiên hãy để bộ sạc đi qua sạc giới hạn dòng điện nhỏ, sau đó chuyển sang sạc dòng điện bình thường sau khi tương tác với dữ liệu bộ sạc.

5. Đánh thức giao tiếp. Nói chung là đánh thức BMS thông qua giao tiếp dữ liệu. Trong dự án xe máy điện hai bánh mà chúng tôi tiếp xúc, từ giao tiếp 485 giá rẻ đến giao tiếp CAN thông dụng hiện nay, người ta cũng đánh thức hệ thống quản lý ắc quy (BMS) thông qua các phương thức giao tiếp này.

6. Rung động đánh thức. Đó là một cách để đánh thức bằng cách thêm cảm biến rung vào BMS. Nói chung, BMS rất dễ ngủ. Để tiết kiệm điện cho xe máy điện, BMS sẽ tự động vào chế độ ngủ theo một chiến lược nhất định, nhưng nó sẽ thức dậy trong trường hợp nào? Nếu sử dụng phương pháp đánh thức hiện tại, chi phí thiết kế thực sự tương đối cao, và các chỉ số kỹ thuật cũng tương đối khó. Một phương pháp đơn giản cũng có thể đạt được thông qua đánh thức rung động.

7. Mở nắp để đánh thức. Chủ yếu đề cập đến gói pin được đóng gói được sử dụng để ghi lại các sự kiện bất thường khi nó được mở bất thường. Tính năng này thường được tìm thấy trên các bộ pin nhỏ. Khóa điện tử của xe đạp Mobike và OFO được trang bị chức năng này, chủ yếu để ngăn người dùng sử dụng nhầm sản phẩm hoặc mở nắp sản phẩm mà không được phép. Thông thường người ta nhận ra việc thức dậy khi mở nắp bằng cách sử dụng cảm biến ánh sáng. Thông thường, BMS được lắp bên trong bộ pin không có ánh sáng. BMS có thể nhận ra chức năng đánh thức khi nắp được mở bằng cách phát hiện sự thay đổi của ánh sáng.

8. Đánh thức từ xa. Chức năng này có nghĩa là người dùng nhận ra chức năng đánh thức của BMS bằng cách thêm một mô-đun dữ liệu từ xa. Thường được sử dụng để cho thuê xe hai bánh. Trong quá trình cho thuê, người sử dụng không thanh toán đúng hạn và đúng tiến độ. Người vận hành có thể khóa bộ pin từ xa và BMS cũng sẽ chuyển sang trạng thái không hoạt động. Trong trường hợp này, BMS có thể sử dụng tính năng đánh thức từ xa để đạt được mục đích sử dụng lại. Mặt khác, khi pin không được sử dụng trong thời gian dài, chẳng hạn như bị khách hàng đặt ở góc tường, trong trường hợp này, BMS có thể được đánh thức từ xa để tìm pin và trạng thái của pin. có thể được giám sát từ xa, và trạng thái hiện tại có thể được truyền đến máy chủ Để tránh lãng phí tài nguyên của bộ pin và tình trạng cạn kiệt pin do lưu trữ lâu dài.

Phần thứ ba là tính toán SOC cho xe hai bánh. Trên thực tế, khía cạnh này là một chủ đề tương đối nóng trong xe du lịch, và ở khía cạnh xe hai bánh khó hơn xe du lịch, bởi vì tình trạng lạm dụng phức tạp hơn. Việc tính toán SOC thường bao gồm các phương pháp sau: thứ nhất, phương pháp tích phân ampe-giờ; thứ hai, đặt lại về chiến lược hiệu chuẩn đầy đủ; thứ ba, hiệu chuẩn OCV; thứ tư, bù động và hiệu chuẩn.

Sau đây là danh sách các yếu tố phổ biến ảnh hưởng đến tính toán SOC trong việc sử dụng xe hai bánh.

Trong ứng dụng của xe hai bánh, vấn đề được nhấn mạnh là do lỗi SOC do sử dụng sạc cạn và xả cạn. Hầu hết người dùng sử dụng bộ pin sau khi được sạc đầy. Tuy nhiên, khi sử dụng xe hai bánh, chúng thường sạc lại khi mất điện, và gần như chạy xe đi khi được sạc. Nói chung, không thể sạc đầy bộ pin, đặc biệt là trong các ứng dụng hoán đổi pin dùng chung. Ví dụ, khi những người đi xe tốc hành sử dụng bộ ắc quy dùng chung, để đảm bảo việc di chuyển thuận tiện, họ sẽ đổi sang bộ ắc quy có dung lượng lớn hơn khi thấy tủ ắc quy, điều này khiến ắc quy luôn trong tình trạng sạc cạn và xả cạn. Ảnh hưởng của sai số SOC của xe hai bánh là tương đối lớn.

Thứ hai, ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường xung quanh và tốc độ xả lên dung lượng riêng của pin' Xe máy điện có điều kiện nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp khi họ đang lái xe. Những điều kiện này có tác động lớn hơn đến chính pin. Là một BMS, dữ liệu ban đầu chúng ta có thể theo dõi là điện áp, dòng điện, nhiệt độ và các thông tin khác, nhưng không có cách nào để kiểm soát pin. Dung lượng riêng của nó không bị suy giảm, do đó, môi trường bên ngoài và thói quen sử dụng của các tay đua khác nhau có ảnh hưởng lớn đến dung lượng pin của chính'

Thứ ba, tuổi thọ chu kỳ pin. Do chi phí sử dụng ắc quy cho xe hai bánh thấp hơn xe du lịch nên tuổi thọ của ắc quy cho xe hai bánh thường ngắn hơn so với xe du lịch. Vì vậy, các nhà sản xuất khác nhau cần quan tâm đến vòng đời của pin theo các mẫu khác nhau và các nhóm khách hàng khác nhau.

Thứ tư, sự không nhất quán của pin. Do dung lượng của bộ ắc quy xe hai bánh nói chung không lớn lắm, nhưng điện năng nạp và xả cũng không nhỏ, nên sự đồng nhất của lõi ắc quy tương đối dễ xuất hiện. Đặc biệt sau nửa năm một năm sẽ có sự chênh lệch lớn về điện áp của cell pin, điều này sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến việc ước lượng SOC.

Thứ năm, tác động của độ chính xác thu nhận dòng điện và điện áp BMS đối với ước tính SOC. BMS cần lấy một số dữ liệu về bộ pin thô để ước tính SOC. Tuy nhiên, trong BMS xe hai bánh, để đáp ứng tốt hơn yêu cầu chi phí thấp của&# 39 đối với BMS của khách hàng, đôi khi phải bỏ qua một số độ chính xác. Nhưng độ chính xác nên giảm bao nhiêu? Điều này cũng cần xem xét mức độ ảnh hưởng đến SOC.

Mặt khác, công suất tiêu thụ của bản thân BMS cũng có tác động lớn hơn đến ước tính SOC. Đối với các ứng dụng BMS trong lĩnh vực ô tô, BMS có thể đạt được mức tiêu thụ điện năng bằng 0 sau khi tắt chìa khóa. Khi nguồn điện áp thấp bị tắt, BMS sẽ tắt mà không tiêu thụ điện năng. Nhưng ở các sản phẩm công suất thấp, BMS không dễ đạt được mức tiêu thụ điện năng bằng không.

Giấc ngủ BMS thường được chia thành giấc ngủ sâu và giấc ngủ nông. Khi bước vào giấc ngủ sâu, nó có thể dưới 20 mA. Nếu tính theo cường độ dòng điện tiêu thụ 10 mA thì sau một thời gian dài bạn sẽ thấy công suất của ắc quy khoảng 40-. Khoảng 50 ngày là cơ bản đã tiêu hết pin. Vì vậy, khi chúng ta tính toán SOC, chúng ta cần bao gồm công suất tiêu thụ của chính BMS.

Khía cạnh thứ tư là cơ sở hạ tầng mới cho xe hai bánh. Nền tảng dịch vụ của xe hai bánh là nền tảng giám sát dữ liệu từ xa. Hiện tại, công việc thu thập và thu thập dữ liệu được thực hiện nhiều hơn. Cần ước tính thêm SOH của ô pin và gói PACK, điều này có thể cung cấp cảnh báo sớm cho người dùng, tránh tình trạng pin bị chai và Có những tác động xấu đến việc sử dụng&# 39 của người dùng.

Trên thực tế, chúng tôi đã tìm thấy một vấn đề trong dự án mà chúng tôi đã liên hệ trước đó và chúng tôi cần đưa ra các yêu cầu khác nhau đối với chức năng truyền dữ liệu từ xa theo các tình huống sử dụng khác nhau. Ví dụ như đối với xe du lịch, sau này nhà nước thống nhất đề xuất đưa dữ liệu lên nền dữ liệu lớn để thống nhất giám sát, nhưng đối với ứng dụng xe máy điện hai bánh thì chức năng truyền dữ liệu từ xa có thực sự cần thiết? Chúng tôi biết rằng chức năng truyền dữ liệu từ xa sẽ làm tăng chi phí. Các nhà khai thác viễn thông thẻ 2G hiện tại sẽ không còn hoạt động trong thời gian tới. Ngoài mức tiêu thụ điện năng cao của mô-đun 4G, giá thành cũng tương đối cao so với giá thành của một bộ pin dung lượng nhỏ. Nói cách khác, chi phí lắp đặt một mô-đun truyền dữ liệu từ xa là rất cao. Một số khách hàng tăng mục đích truyền dữ liệu từ xa để đỡ hao pin. Tuy nhiên, sau một hoặc hai năm thống kê, người ta thấy rằng ngay cả khi giá trị của bộ pin bị mất được trả trực tiếp, nó vẫn ít hơn chi phí để thêm một mô-đun từ xa cho mỗi bộ pin. Do đó, việc bổ sung chức năng truyền dữ liệu từ xa trong lĩnh vực xe hai bánh hiện nay không còn quá nhiều ý nghĩa.

cảm ơn tất cả!