Un système de gestion de batterie est un système électronique qui gère une batterie rechargeable.
Un système de gestion de batterie est le cerveau d'une batterie
Une batterie avec un système de gestion de batterie intégré est une batterie intelligente. Un chargeur de batterie intelligent qui peut être connecté au BMS de la batterie intelligente via le bus CAN ou tout autre protocole de communication charge la batterie. Il est nécessaire d'utiliser un chargeur de batterie intelligent pour charger une batterie intelligente.
Batterie Li-ion, l'une des batteries courantes qui sont utilisés dans un véhicule électrique sont coûteuses et sujettes à des dommages. La durée de vie de la batterie est importante !!
Les risques d'emballement thermique de la batterie Li-Ion sont beaucoup plus élevés et chaque cellule doit être surveillée individuellement pour éviter les dommages.
Les applications mobiles ne seraient efficaces (la batterie dure longtemps) que si la batterie fonctionne au maximum de son efficacité. Avec un bon thermique et pouvoir gestion, une batterie doit être exploitée de manière optimale pour en tirer le maximum.
La fonction principale d'un BMS est de protéger la batterie contre les dommages dans une large gamme de conditions de fonctionnement.
Le fonctionnement d'une batterie en dehors de la zone de fonctionnement sûre est empêché
Les autres fonctions de BMS sont
Un système de gestion de batterie possède les fonctions suivantes.
Il surveille la tension, le courant, la température, l'état de charge (SOC), l'état de santé (SOH), la profondeur de décharge (DOD), l'état d'alimentation (SOP) et le débit de liquide de refroidissement.
En utilisant les paramètres ci-dessus, un BMS calcule quelques valeurs utiles et aide à protéger la batterie.
Voici quelques-uns d'entre eux.
Courant de charge maximum, Courant de décharge maximum, Energie délivrée depuis la dernière charge, Impédance interne d'une cellule, Charge stockée dans la batterie, Energie totale délivrée depuis la première utilisation, Durée totale de fonctionnement depuis la première utilisation, Nombre total de cycles.
Un système de gestion de batterie communique avec le matériel de bas niveau via des capteurs et avec des interfaces homme-machine (IHM) via le bus CAN. Le groupe d'instruments d'un véhicule électrique (tout véhicule) indique les informations utilisateur du système de gestion de la batterie.
Les fonctions les plus importantes de BMS sont répertoriées ci-dessous
Un BMS agit comme un dispositif intermédiaire qui connecte la charge de la batterie pour éviter les changements de charge excessifs afin de protéger la batterie.
Équilibrage des cellules améliorer les performances de la batterie est une autre fonction de BMS. Toutes les cellules d'une batterie sont maintenues à un état de charge égal, dissipant l'excès de charge dans certaines cellules, régulant la charge des cellules et éteignant certaines coques.
Un système de gestion de batterie est un circuit de contrôle électronique qui surveille la batterie. De nombreux circuits intégrés BMS sont disponibles sur le marché. Par exemple. Texas Instruments propose le BMS IC TPS65011
Quels sont les composants d'un système de gestion de batterie ?
Le courant total et les courants dans les cellules individuelles de la batterie sont détectés pour calculer l'énergie totale stockée et utilisée à partir de la batterie.
La consommation de courant au fil du temps vous donnerait l'énergie restante dans la batterie.
La surveillance de la tension des cellules et de la tension de la batterie sont les fonctions d'un système de gestion de batterie dans un véhicule électrique. Capteurs de tension connectés au contrôleur de batterie tension en circuit ouvert et la différence de potentiel lorsque la batterie est chargée.
La santé de la batterie dépend fortement de la tension de la cellule. La plage de tension dans laquelle la batterie est autorisée à se charger et à se décharger doit être strictement suivie pour obtenir les meilleures performances de la batterie. Par exemple, une batterie lithium-ion de tension nominale de 3,6 V a des tensions nominales maximale et minimale de 2,8 V et 4,2 V respectivement [Référence].
Une méthode utilisée pour vérifier si la batterie est complètement chargée en mesurant la tension en circuit ouvert. Ainsi, la charge de la batterie peut être régulée.
Chaque cellule contenue dans une batterie de véhicule électrique est surveillée individuellement à l'aide d'un système de gestion de batterie. Le commutateur statique tel que le FET et le contrôleur connectent et déconnectent les cellules de la charge et du circuit de charge si nécessaire.
Une batterie Li-ion, qui est la technologie de batterie courante dans un véhicule électrique moderne, est sensible à la température. Un court-circuit entraîne une génération de chaleur consécutive et un emballement thermique de la batterie.
La gestion thermique est très importante dans une batterie. La température affecte également l'efficacité de la batterie.
Le refroidissement actif peut être déclenché en mesurant la température des cellules d'une batterie pour les protéger du feu.
Deux paramètres importants de la batterie sont l'état de charge et l'état de santé . SOC indique le niveau de charge d'une batterie (%).
Il existe deux types de SOC
Généralement, SOC fait référence à RSOC.
L'état de santé indique la capacité d'une batterie à fonctionner comme si elle était neuve. Le rapport entre la capacité énergétique actuelle et la capacité de la batterie lorsqu'elle était neuve est défini comme SOH.
Le calcul de l'état de charge (SOC) utilise différents algorithmes tels que
L'estimation de l'état de santé inclut le nombre de calculs de cycle de charge-décharge.
L'interface utilisateur indique l'état de la batterie et d'autres données pertinentes à l'utilisateur. Toutes les entrées de l'utilisateur seraient également envoyées à l'unité de contrôle de gestion de la batterie si nécessaire à partir de l'interface utilisateur.
Un modèle de batterie est nécessaire pour vérifier le fonctionnement d'un système de gestion de batterie. Le modèle développé à l'aide d'équations mathématiques peut être utilisé pour analyser un BMS.
Vous pouvez lire :Comment développer un modèle de batterie pour la simulation de véhicules électriques ?
Pour horodater les données mesurées, l'estimation de la durée de vie, l'estimation de l'énergie, etc. nécessitent un signal temporel. Une horloge en temps réel dans BMS aide ici.
Les données collectées et traitées seront stockées pour une analyse ultérieure. L'estimation de la durée de vie, l'estimation de l'état de santé, etc. nécessite les données initiales stockées en mémoire.
Les propriétés souhaitables d'un système de gestion de batterie sont répertoriées ci-dessous
Un système de gestion de batterie pour un véhicule électrique et électrique hybride est nécessaire pour protéger et gérer la batterie haute tension. La batterie Li-ion utilisée dans les véhicules électriques s'endommage facilement si elle n'est pas bien entretenue.
Une charge, une décharge incontrôlée, une température élevée, etc. endommagent les cellules. Un système de gestion de la batterie aide à protéger la batterie de ces dommages.
