Beülsz az elektromos járművedbe, bekapcsolod, és a klaszter megmutatja, hány mérföldet tudsz megtenni. E hatótáv alapján dönti el, hogy milyen boxkiállásokat kell megtennie, hogy elérje úti célját, de elgondolkozott már azon, hogyan számítja ki járműve a megtehető távolságot?
Nos, az akkumulátorkezelő rendszer vagy a BMS figyelemmel kíséri az elektromos járművet tápláló akkumulátorcsomagot, és megbecsüli a hatótávolságot. Ezenkívül a rendszer figyeli az akkumulátor állapotát, és biztosítja, hogy biztonságos legyen a használata.
Az akkumulátorcsomagok és a lítium-ion cellák megértése
Mielőtt rátérnénk az akkumulátorkezelési rendszerekre, elengedhetetlen megérteni, hogyan készülnek az akkumulátorcsomagok.
Az elektromos járművek akkumulátorcsomagja lítium-ion cellákból készül, és ezek a cellák egymáshoz kapcsolva egy akkumulátorcsomag-modult hoznak létre. Ezeket a modulokat tovább csatlakoztatják más modulokhoz, hogy akkumulátorcsomagot hozzanak létre. Ez a moduláris felépítés segít az akkumulátorcsomag hatékony kezelésében és javítja a szervizelhetőséget. Ennek a tervezési architektúrának köszönhetően az akkumulátorcsomag gyártója a teljes akkumulátorcsomag cseréje helyett kicserélheti a hibás modult.
Ami az előnyöket illeti, a lítium-ion cellák számos funkciót kínálnak, mint például a nagy teljesítmény/tömeg arány arány, nagy energiahatékonyság, alacsony önkisülési jellemzők és jó magas hőmérséklet teljesítmény. Ezeknek a tulajdonságoknak köszönhetően a lítium-ion cellák az elektromos járművek számára a legjobb választás, de ezek az akkumulátorok nem hibátlanok, és szilárdtest akkumulátor technológia próbálja megoldani a lítium-ion akkumulátorokkal kapcsolatos problémákat.
Itt még meg kell jegyezni, hogy a lítium-ion cellák csak akkor nyújthatják a fent említett előnyöket, ha meghatározott határokon belül működnek. Az alábbiakban rövid áttekintést adunk ezekről a működési korlátokról.
- Feszültség specifikációk: Az elektromos járművek akkumulátorcsomagja több lítium-ion cellából áll. A dolgok perspektívájához a Tesla Roadster 6831 cellával érkezett, és ezeknek a celláknak minden egyes meghatározott feszültségtartományon belül kell működniük. A legtöbb cella esetében ez a tartomány 3,0 és 4,1 volt között van. Ha a cellákat ezeken a tartományokon kívül használja, az akkumulátor élettartama és teljesítménye romlik.
- Hőmérséklet határok: A feszültséghatárok mellett a lítium-ion akkumulátorok hőmérsékletét is figyelni kell. A legtöbb cella esetében ez a tartomány -4 és 131 Fahrenheit (-20 és 55 Celsius fok) között van. Ha a cellákat ezeken a hőmérsékleti tartományokon kívül üzemeltetik, az akkumulátor teljesítménye és élettartama drasztikusan csökkenhet.
- Jelenlegi sorsolás: Figyelni kell a cellákból felvett áram nagyságát is. Ha a cellákból felvett áram mennyisége az előírt határokon kívül esik, a cellák élettartama exponenciálisan csökken.
- Töltőáram: Az akkumulátorcsomagot is figyelni kell a töltés során. Ennek az az oka, hogy nagy mennyiségű áramot pumpálnak az akkumulátorcsomagba rövid időn belül, és ez általában gyors töltés 3-as szintű töltőkkel. Az akkumulátorcsomagban folyó nagy áramerősség miatt a cellák túltöltődhetnek, ami felmelegszik, ami rontja a cellák élettartamát és teljesítményét.
Mivel az akkumulátorcsomag optimális teljesítményéhez több paramétert is figyelemmel kell kísérni, szükség van egy akkumulátorkezelő rendszerre. Ez a felügyeleti rendszer egy számítástechnikai eszköz, amely az egyes cellák több jellemzőjét figyeli, és biztosítja, hogy az akkumulátor a megadott határokon belül működjön.
Mi történik, ha a sejtek nem működnek az előírt határokon belül?
Ha az akkumulátorcsomag celláit magas hőmérsékleten üzemeltetik, vagy túl sok áramot vesznek fel belőlük, akkor előfordulhat a termikus kifutásnak nevezett jelenség.
A lítium-ion akkumulátor kémiai reakciók sorozatán keresztül szolgáltat energiát. Ezek a reakciók hőt termelnek, és ha az akkumulátorokat nem megfelelő tartományban üzemeltetik, a reakciók által termelt hőmennyiség exponenciálisan megnő.
A hőtermelés növekedése miatt a cellák meggyulladhatnak, és láncreakciót okozhatnak az akkumulátorcsomagban. Ezért elengedhetetlen az egyes cellák hőmérsékletének monitorozása, hogy megakadályozzuk a hőkiáramlást.
Hogyan működik az akkumulátorkezelő rendszer, és mit csinál?
A Battery Management System egy számítógép, amely több érzékelőhöz kapcsolódik. Ezek az érzékelők figyelik az egyes cellák feszültségét, áramát és hőmérsékletét, és elküldik a BMS-nek.
A Battery Management System ezután elemzi ezeket az adatokat, hogy megbizonyosodjon arról, hogy minden cella az előírt határokon belül működik. Ha nem ez a helyzet, akkor megpróbálja megoldani a problémát.
Ha az akkumulátorcsomag cellái túl melegek, akkor a BMS úgy kezeli a hűtőrendszert, hogy csökkentse az akkumulátor hőmérsékletét.
A cellafeszültség ingadozása esetén az akkumulátorkezelő rendszer cellakiegyenlítést végez. A cellák kiegyensúlyozása érdekében energiát ad át egyik celláról a másikra, így biztosítva, hogy minden cella azonos feszültségszinten működjön.
A fent említett feladatokon kívül a BMS naplózza a kapott adatokat, hogy kiszámítsa az akkumulátor töltöttségi állapotát és állapotát.
Hogyan számítja ki az akkumulátorkezelő rendszer a hatótávolságot?
A BMS-hez csatlakoztatott érzékelők egyike méri az akkumulátorcsomagba be- és kilépő áramerősséget. Ezen adatok alapján az akkumulátorkezelő rendszer megbecsüli az akkumulátorcsomag áramerősségét és a jármű által megtehető távolságot, távol tartva a távolsági szorongást.
Valóban szükség van akkumulátor-kezelő rendszerekre?
Az elektromos járművek akkumulátorkezelő rendszere szorosan figyeli az akkumulátorcsomag minden egyes celláját. Biztosítja az akkumulátor biztonságos használatát, és védi az autót, ha a cellák nem működnek megfelelően.
Ezenkívül megbecsüli a jármű által megtehető hatótávolságot, és javítja az akkumulátorcsomag teljes élettartamát. Ezért az akkumulátorkezelő rendszer az elektromos járművek kritikus része, és egy jó akkumulátor-kezelő rendszer több évvel megnövelheti az elektromos járművek élettartamát.
