Entwicklungsstatus der Entwicklung von BMS-Lithiumbatterien

Die primäre Lösung für BMS sind Sicherheitsprobleme und müssen Folgendes haben:

1) Überladeschutz, dh beim Laden muss er rechtzeitig beendet werden, wenn die Spannung überschritten wird.

2) Überentladungsschutz, dh Beendigung der Entladung, wenn eine einzelne Einheitsspannung in der Gruppe unter der Überentladungsschwelle liegt.

3) Überstrom- und Kurzschlussschutz Die Hauptfunktion besteht darin, dass der Ausgang bei einem Unfall, der einen übermäßigen Entladestrom oder sogar einen Kurzschluss verursacht, automatisch schließen und in den selbstsperrenden Zustand übergehen kann.

Gegenwärtig können diese grundlegenden Schutzfunktionen durch professionelle elektrische Lithiumschutzchips wie spezielle elektrische Lithiumschutz-ICs wie TI und Lingte implementiert werden. Balance ist das Kernthema des Batteriemanagements, und die Forschung im In- und Ausland ist sehr aktiv. Die spezifische Realisierungsmethode des Gleichgewichts kann gemäß der Energiebehandlungsmethode in Dissipationstyp und Nichtdissipationstyp unterteilt werden. Das Gleichgewicht vom Dissipationstyp erreicht ein Gleichgewicht, indem überschüssige Energie verbraucht wird, indem die Widerstände an beiden Enden der Batterie überbrückt werden. Diese Methode ist einfach zu implementieren. Die Vorteile niedriger Kosten Es gibt jedoch Wärmemanagementprobleme. Das nicht dissipative Gleichgewicht bezieht sich auf die Energieübertragung zwischen den Monomeren in der Batterie, um ein Gleichgewicht zu erreichen. Es gibt viele Schaltungstopologien in dieser Gleichgewichtsmethode, aber es gibt oft Probleme wie komplexe Schaltungen, niedrige Gleichgewichtseffizienz und langsame Gleichgewichtsgeschwindigkeit. Es beschränkt seinen Einsatz in Bereichen mit großer Kapazität wie Elektrofahrzeugen und Energiespeichern.

Aufgrund der Komplexität der Struktur und des Modells werden die SOC-Eigenschaften von lithiumbatterien von vielen unsicheren Faktoren wie Lade- und Entladeverhältnis, Temperatur und Anzahl der Lade- und Entladezeiten beeinflusst. Daher ist es derzeit ein Problem, wie der SOC anhand messbarer Parameter genau geschätzt werden kann. Gegenwärtig umfassen die in der Industrie üblicherweise verwendeten SOC-Schätzverfahren das Entladungsverfahren, das Zeitintegralverfahren, das Leerlaufspannungsverfahren und Qiaermanlvbofa. Das Entladungsprüfverfahren besteht darin, den konstanten Strom der Batterie zu entladen und die emittierte Elektrizitätsmenge zu zählen, bis ihre Endspannung die Entladungssperrspannung erreicht. Die Methode ist zuverlässig und für verschiedene Batterietypen geeignet. Der Nachteil ist jedoch, dass der Testprozess lang ist und nicht online in Echtzeit geschätzt werden kann. Daher wird diese Methode im Allgemeinen verwendet, um die Parameter des Batteriemodells zu bestimmen. Die Anshi-Integralmethode berechnet den Ladezustand, indem die Kapazität berechnet wird, die beim Laden und Entladen über einen bestimmten Zeitraum in die Batterie oder aus der Batterie fließt. Nach der Berechnung des SOC-Werts wird dieser entsprechend der Umgebungstemperatur und dem Lade- und Entladeverhältnis kompensiert. Dieses Verfahren hat das Problem eines integralen akkumulationsfehlers und einer Anfangswertvorhersage. Das Leerlaufspannungsverfahren verwendet eine bestimmte Kurvenkorrespondenz zwischen der Leerlaufspannung der Batterie und dem SOC, um den SOC abzuschätzen. Um jedoch die Leerlaufspannung zu messen, muss der Selbstwiederherstellungseffekt der Batterie beseitigt werden und es dauert lange. Daher kann das Leerlaufspannungsverfahren den SOC nicht in Echtzeit schätzen, sondern den anfänglichen SOC-Wert für andere Algorithmen liefern. Der Kalman-Filter ist eine Methode zur Lösung des Filterproblems in diskreten Gleichungen durch rekursive Iteration. Es kann den Zustandswert des aktuellen Moments durch Rekursion basierend auf dem Zustand des vorherigen Moments schätzen. Daher können wir den vorherigen Zustandsparameter der Batterie verwenden, um den aktuellen Betriebszustand bei dem Strom zu schätzen, dh den Strom der Batterie, die Betriebstemperatur und andere Parameter als Eingang des Systems, den SOC als den Zustandsparameter, Batteriespannung als Ausgang und Kalman-Filter als SOC-Schätzung der Lithiumbatterie. Derzeit befindet sich Qiaermanlvbofa noch in der theoretischen Simulationsphase, und es gibt nur wenige Berichte über praktische Anwendungen. Die Überwachung der Temperatur erfolgt hauptsächlich durch analoge / digitale Temperatursensoren. Thermistoren können für kostenbegrenzte Situationen verwendet werden.

Derzeit sind die USA und Japan bei der Forschung und Produktion von BMS weltweit führend. Das US-amerikanische A123-System hat erstmals das Eisen-Lithium-Energiespeichersystem entwickelt und 2011 das weltweit größte 32-MWh-Lithium-Energiespeicherkraftwerk gebaut. Derzeit hat auch die heimische Forschung auf dem Gebiet des Energiespeicherkraftwerks BMS begonnen. Beispielsweise verwendet das vom Kraftwerk Ligao hergestellte spezielle BMS eine dreistufige Systemarchitektur, um eine Batterieüberwachung zu erreichen, und kann für große, mittlere und kleine Energiespeicher verwendet werden.

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