System zarządzania baterią (BMS) kontroluje stan pracy baterii za pomocą skończonej maszyny stanów, reaguje na polecenia zewnętrzne i wykrywa różne stany wewnętrzne systemu baterii. Poniżej przedstawiono kilka typowych trybów pracy i ich charakterystykę:
1. Tryb niskiego poboru mocy (uśpienia).
W tym trybie akumulator zostaje odłączony od obciążenia poprzez rozwarcie stycznika, a prąd akumulatora wynosi zero. Celem systemu jest minimalizacja zużycia energii z pakietów akumulatorów wysokiego napięcia i kontrolowanie źródeł zasilania. Dzięki odłączeniu układu akumulatorów nie ma konieczności monitorowania napięcia i temperatury akumulatora. Wszystkie obwody monitorujące i układy scalone mają wysoką impedancję, magistrala komunikacyjna jest bezczynna, mikroprocesor jest wyłączony i jak najwięcej obwodów jest wyłączonych.
Scenariusze zastosowania:
Podczas wyłączania wyłącznika zapłonu pojazdu elektrycznego.
Funkcjonować:
Regularnie wybudzaj się z trybu uśpienia, aby oszacować stan baterii i sprawdzić równowagę.
Sprzętowo wymagany jest zegar czasu rzeczywistego lub obwód czasowy obsługujący funkcję „budzika”, ustawianą przez magistralę I2C lub SPI.
2. Stan bezczynności (gotowości).
W tym trybie akumulator jest nadal odłączony od obciążenia, ale obwód kontrolny jest sprawny. Trwają pomiary napięcia i temperatury akumulatora, działają algorytmy detekcji usterek i algorytmy szacowania stanu naładowania. Stan ten pozwala na weryfikację stanu ogniw akumulatora i całego układu przy odłączonym układzie akumulatorów oraz uniemożliwia ładowanie i rozładowywanie.
Scenariusze zastosowania:
Przed zamknięciem stycznika podczas uruchamiania i wyłączania systemu należy upewnić się, że system jest bezpieczny.
Funkcjonować:
Działanie magistrali komunikacyjnej polega na wymianie informacji pomiędzy akumulatorami, obciążeniami i innymi urządzeniami w sieci.
W tym stanie można przeprowadzić równoważenie jednostek.
3. Tryb ładowania wstępnego lub miękkiego startu
W tym trybie inne urządzenia w magistrali wysokiego napięcia powinny spodziewać się wzrostu napięcia szyny do poziomu napięcia akumulatora, ale nie mogą pobierać prądu z szyny, aby zapobiec awarii wstępnego ładowania. Sekwencja zamykania stycznika zostanie wywołana poleceniem zewnętrznym podłączonym do akumulatora.
Scenariusze zastosowania:
Uruchamiając pojazd elektryczny, należy upewnić się, że napięcie szyny wysokiego napięcia stale rośnie.
Funkcjonować:
Stan ten zakończy się po pomyślnym zakończeniu sekwencji zamykania stycznika lub podczas próby wykrycia błędu.
4. Stan online
W tym trybie akumulator jest podłączony do obciążenia lub urządzenia ładującego. Wiele zastosowań, takich jak magazynowanie sieciowe i pojazdy hybrydowe, wykorzystuje tę samą sieć urządzeń do ładowania i rozładowywania akumulatorów, dlatego nie ma rozróżnienia między trybami ładowania i rozładowywania. Inne systemy z oddzielnymi obciążeniami i ładowarkami mogą używać różnych trybów do podłączenia każdego urządzenia.
Scenariusze zastosowania:
Stan ładowania i rozładowywania akumulatorowych pojazdów elektrycznych.
Funkcjonować:
Może wystąpić stan błędu, w którym można zapytać system o kody błędów i wykonać procedury diagnostyczne, ale system nie może zamknąć stycznika, dopóki nie zostanie wykonane polecenie kasowania w celu wyjścia ze stanu błędu.
5. Stan błędu
W tym trybie, ze względu na problemy z układem akumulatorowym, akumulator pozostaje bezczynny, gdy stycznik jest otwarty, ale nie reaguje na określone polecenia.
Scenariusze zastosowania:
Gdy system akumulatorowy działa nieprawidłowo.
Funkcjonować:
System może zostać zapytany o kody błędów i wykonane procedury diagnostyczne.
System nie może zamknąć stycznika, dopóki nie zostanie wykonana komenda kasowania wyjścia ze stanu błędu.
Sprawy wymagające uwagi:
Unikaj niekończących się cykli pomiędzy nieprawidłowymi stanami i próbami podłączenia akumulatora.
Jeśli pewne usterki baterii zostaną automatycznie usunięte, co spowoduje próbę powrotu do stanu online, może wystąpić taka sytuacja.
Epilog
Tryb pracy systemu zarządzania baterią obejmuje różne sytuacje, od niskiego zużycia energii do stanu online, zapewniając, że system baterii może działać bezpiecznie i niezawodnie w różnych warunkach. Dzięki rozsądnemu zarządzaniu stanem i wykrywaniu usterek można skutecznie wydłużyć żywotność baterii, a także poprawić ogólną wydajność i niezawodność systemu.