Eine Batterie-Management-System ist jedes elektronische System, das eine wiederaufladbare Batterie steuert, wie etwa durch den Schutz der Batterie, die außerhalb ihrer Geschäftsfeld Sichere, Überwachung seinen Zustand, der Berechnung von Sekundärdaten, die Berichterstattung, dass die Daten, die Kontrolle seiner Umwelt, die Authentifizierung ist und / oder Ausgleichs es.

Ein Akku-Pack zusammen mit einem Batterie-Management-System mit einer externen Kommunikations Datenbus gebaut ist eine intelligente Akku-Pack. Eine intelligente Akku-Pack muss von einem Smart-Ladegerät aufgeladen werden.

Funktionen

Monitor

Ein BMS kann den Zustand der Batterie zu überwachen, wie durch verschiedene Elemente, wie zum Beispiel dargestellt wird:

• Spannung: Gesamtspannung, Spannungen einzelner Zellen, minimale und maximale Zellspannung bzw. Spannung des periodischen Abgriffe
• Temperatur: Durchschnittstemperatur, Kühlmitteleintrittstemperatur, Kühlmittelaustrittstemperatur oder Temperaturen von Einzelzellen
• Ladezustand oder Entladungstiefe: den Ladezustand der Batterie, um anzuzeigen,
• Gesundheitszustand, einer unterschiedlich definierte Messung der Gesamtzustand der Batterie
• Kühlmittelfluss: für Luft oder Flüssigkeit gekühlt Batterien
• Strom: Strom in die oder aus der Batterie

Electric Vehicle Systeme: Energierückgewinnung

• Die BMS wird auch die Wiederaufladen der Batterie zu steuern durch eine Umschichtung der zurückgewonnene Energie zurück in die Akkupacks.

Berechnung

Zusätzlich kann ein BMS Werte auf Basis der oben genannten Elemente, beispielsweise berechnen:

• Maximale Ladestrom als Ladestrombegrenzung
• Maximale Entladestrom als Entladungsstrombegrenzung
• Energie seit dem letzten Ladung oder Ladezyklus geliefert
• Innenwiderstand einer Zelle
• Laden geliefert oder gespeichert
• Gesamtenergie seit erster Nutzung zuge
• Gesamtbetriebsdauer seit erster Nutzung
• Gesamtanzahl von Zyklen

Communication

Ein BMS können alle oben genannten Daten an ein externes Gerät zu melden, unter Verwendung von Kommunikationsverbindungen, wie beispielsweise:

• Serielle Kommunikation. Ein CAN-Bus ist eine spezielle Implementierung einer seriellen Verbindung am häufigsten in der Automotive-Umgebungen
• Direktverdrahtung
• DC-BUS - Serielle Kommunikation über Powerline-
• Drahtlose Kommunikation

Intern wird ein BMS verwenden könnte:

• Smart Battery-System

Über diese Kommunikationsbusse:

• SMBus
• PMBus

Sicherung

Ein BMS kann seine Batterie aus, die außerhalb ihrer sicheren Betriebsbereich, wie zum Beispiel verhindern, dass es zu schützen:

• Überstrom
• Überspannungs-
• Unterspannung, insbesondere für Blei-Säure- und Li-Ionen-Zellen
• Übertemperatur
• Untertemperatur
• Überdruck
• Erdschluss oder Leckstromerkennung

Das BMS kann den Betrieb außerhalb sicherer Arbeitsbereich der Batterie zu verhindern, indem:

• Einschließlich einen internen Schalter, der geöffnet wird, wenn die Batterie außerhalb des sicheren Arbeitsbereichs betrieben
• Anfordern der Geräte an dem die Batterie angeschlossen zu verringern oder sogar zu beenden mit dem Akku.
• Aktives Steuern der Umgebung, beispielsweise durch Heizungen, Ventilatoren, Klimaanlage oder Flüssigkeitskühlung

Batterieanschluss zur Lastschaltung

Ein BMS kann auch über einen Vorlade-System ermöglicht einen sicheren Weg, um die Batterie zu unterschiedlichen Belastungen zu verbinden und die Beseitigung der überhöhten Einschaltströme zu Kondensatoren zu laden.

Die Verbindung zum Verbraucher ist in der Regel durch elektromagnetische Relais genannt Schütze gesteuert. Die Vorladeschaltung entweder Leistungswiderstände in Reihe mit den Verbrauchern verbunden werden, bis die Kondensatoren werden geladen. Alternativ kann ein Schaltnetzteil parallel zu Lasten angeschlossen verwendet, um die Spannung des Lastkreises auf einen Pegel nahe genug an die Batteriespannung, damit das Schließen der Schütze zwischen Batterie und Ladeschaltung aufgeladen werden. Ein BMS kann eine Schaltung, die überprüfen können, ob ein Relais bereits vor Vorladung zu Einschaltströme zu verhindern, treten geschlossen.

Optimierung

Um die Kapazität der Batterie zu maximieren und Unterladung oder Überladung lokalisiert verhindern, kann die BMS aktiv dafür sorgen, dass alle Zellen, die die Batterie zu komponieren mit der gleichen Spannung oder Ladezustand gehalten wird, durch Ausgleich. Die BMS können die Zellen durch Ausgleich:

• Energieverschwendung von den geladenen Zellen, indem Sie sie mit einer Last
• Schlurfenden Energie aus den geladenen Zellen an die am wenigsten geladenen Zellen
• Reduzieren der Ladestrom auf einen ausreichend niedrigen Pegel, die nicht beschädigt werden voll geladenen Zellen, während weniger geladenen Zellen können weiterhin aufzuladen
• Modulare Lade

Topologien

BMS-Technologie variiert in der Komplexität und Leistung:

• Einfache passive Regler achieve über Batterien oder Zellen Ausgleich durch Umgehung Ladestrom, wenn die Spannung der Zelle ein bestimmtes Niveau erreicht. Die Zellspannung ist ein schlechter Indikator für die Zelle die SOC damit machen Zellenspannungen gleich mit passiven Regler nicht ausgleichen SOC, die das Ziel eines BMS ist. Deshalb solche Geräte, während sicherlich von Vorteil, weisen schwere Beschränkungen in ihrer Wirksamkeit.
• Aktive Regula intelligent Ein- und Ausschalten einer Last gegebenenfalls wieder zum Gleichgewicht zu erreichen. Wenn nur der Zellspannung als Parameter verwendet wird, um die aktiven Regler zu aktivieren, stellten die gleichen Einschränkungen oben für passive Regler Anwendung.
• Eine vollständige BMS berichtet auch, den Zustand der Batterie an eine Anzeige, und schützt die Batterie.

BMS-Topologien fallen in 3 Kategorien:

• Zentralisierte: eine einzige Steuereinrichtung ist mit den Batteriezellen durch eine Vielzahl von Drähten verbunden
• Verteilt: a BMS Brett an jeder Zelle installiert ist, mit nur einem einzigen Kommunikationskabel zwischen der Batterie und einer Steuerung
• Modular: einige Steuerungen, die jeweils die Übergabe einer Reihe von Zellen, wobei die Kommunikation zwischen den Steuerungen

Zentralisierte BMSs sind wirtschaftlichste wenigsten ausdehnbare und werden von einer Vielzahl von Drähten geplagt. Verteilte BMS sind die teuersten, am einfachsten zu installieren und bieten die sauberste Montage. Modular BMS bieten einen Kompromiss der Merkmale und Probleme der anderen beiden Topologien.

Die Anforderungen an ein BMS in mobilen Anwendungen und stationäre Anwendungen sind sehr unterschiedlich, vor allem von den Platz- und Gewichtsbeschränkung Anforderungen, so dass die Hard- und Software-Implementierungen müssen auf die spezifische Verwendung zugeschnitten werden. Im Falle von Elektro- oder Hybridfahrzeugen ist die BMS nur ein Subsystem und kann nicht als eigenständiges Gerät zu arbeiten. Es muss zumindest mit einem Ladegerät, einer Last, Thermomanagement und Not-Subsysteme zu kommunizieren. Daher ist in einem guten Fahrzeugdesign der BMS ist eng mit jener Subsysteme integriert. Einige kleine mobile Anwendungen haben oft externe Lade Hardware, aber der On-Board-BMS muss noch dichte Ausführung Integration mit dem externen Ladegerät.