4. Funzioni software principali del BMS
l Funzione di misura
(1) Misurazione delle informazioni di base: monitoraggio della tensione della batteria, del segnale di corrente e della temperatura del pacco batteria. La funzione più elementare del sistema di gestione della batteria è la misurazione della tensione, della corrente e della temperatura delle celle della batteria, che costituisce la base di tutti i calcoli di livello superiore e della logica di controllo del sistema di gestione della batteria.
(2) Rilevamento della resistenza di isolamento: l'intero sistema di batterie e il sistema ad alta tensione devono essere testati per l'isolamento dal sistema di gestione della batteria.
(3) Rilevamento dell'interblocco ad alta tensione (HVIL): utilizzato per confermare l'integrità dell'intero sistema ad alta tensione. Quando l'integrità del circuito del sistema ad alta tensione è compromessa, vengono attivate le misure di sicurezza.
lFunzione di stima
(1) Stima SOC e SOH: la parte fondamentale e più difficile
(2) Bilanciamento: regolare lo squilibrio SOC x capacità tra i monomeri tramite un circuito di bilanciamento.
(3) Limitazione della potenza della batteria: la potenza di ingresso e di uscita della batteria sono limitate a diverse temperature SOC.
lAltre funzioni
(1) Controllo relè: inclusi principale +, principale-, relè di carica +, relè di carica -, relè di precarica
(2) Controllo termico
(3) Funzione di comunicazione
(4) Diagnosi dei guasti e allarme
(5) Funzionamento a tolleranza di errore
5.Funzioni software principali del BMS
lFunzione di misura
(1) Misurazione delle informazioni di base: monitoraggio della tensione della batteria, del segnale di corrente e della temperatura del pacco batteria. La funzione più elementare del sistema di gestione della batteria è la misurazione della tensione, della corrente e della temperatura delle celle della batteria, che costituisce la base di tutti i calcoli di livello superiore e della logica di controllo del sistema di gestione della batteria.
(2) Rilevamento della resistenza di isolamento: l'intero sistema di batterie e il sistema ad alta tensione devono essere testati per l'isolamento dal sistema di gestione della batteria.
(3) Rilevamento dell'interblocco ad alta tensione (HVIL): utilizzato per confermare l'integrità dell'intero sistema ad alta tensione. Quando l'integrità del circuito del sistema ad alta tensione è compromessa, vengono attivate le misure di sicurezza.
lFunzione di stima
(1) Stima SOC e SOH: la parte fondamentale e più difficile
(2) Bilanciamento: regolare lo squilibrio SOC x capacità tra i monomeri tramite un circuito di bilanciamento.
(3) Limitazione della potenza della batteria: la potenza di ingresso e di uscita della batteria sono limitate a diverse temperature SOC.
lAltre funzioni
(1) Controllo relè: inclusi principale +, principale-, relè di carica +, relè di carica -, relè di precarica
(2) Controllo termico
(3) Funzione di comunicazione
(4) Diagnosi dei guasti e allarme
(5) Funzionamento a tolleranza di errore
6.Architettura software BMS
lGestione dell'alta e bassa tensione
Quando è normalmente acceso, il BMS viene riattivato dalla VCU tramite un segnale di linea fissa o CAN a 12 V. Dopo che il BMS ha completato l'autodiagnosi ed è entrato in standby, la VCU invia un comando di alta tensione e il BMS controlla la chiusura del relè per completare la connessione ad alta tensione. Quando è spento, la VCU invia un comando di bassa tensione e quindi disconnette la riattivazione a 12 V. Quando la pistola viene inserita per la ricarica in stato di spegnimento, può essere riattivata dal segnale CP o A+.
lGestione della ricarica
(1) Ricarica lenta
La ricarica lenta consiste nel caricare la batteria con corrente continua, convertita da corrente alternata dal caricabatterie integrato nella stazione di ricarica (o da un alimentatore a 220 V). Le specifiche della stazione di ricarica sono generalmente 16 A, 32 A e 64 A e può essere ricaricata anche tramite una presa di corrente domestica. Il BMS può essere attivato dal segnale CC o CP, ma è necessario assicurarsi che possa rimanere normalmente in stand-by al termine della ricarica. Il processo di ricarica in corrente alternata è relativamente semplice e può essere sviluppato in conformità con gli standard nazionali dettagliati.
(2) Ricarica rapida
La ricarica rapida consiste nel caricare la batteria con corrente continua in uscita dalla pila di ricarica CC, che può raggiungere una velocità di carica di 1C o superiore. Generalmente, l'80% della batteria può essere caricato in 45 minuti. La batteria può essere attivata dal segnale A+ della fonte di alimentazione ausiliaria della pila di ricarica.
lFunzione di stima
(1) Il SOP (State of Power) ricava principalmente la potenza di carica e scarica disponibile della batteria consultando tabelle di temperatura e SOC. La VCU determina come viene utilizzato l'intero veicolo in base al valore di potenza inviato.
(2) SOH (State of Health) caratterizza principalmente lo stato di salute attuale della batteria, con un valore compreso tra 0 e 100%. Generalmente si ritiene che la batteria non possa essere utilizzata quando scende al di sotto dell'80%.
(3) Il SOC (State of Charge) è l'algoritmo di controllo principale del BMS, che caratterizza lo stato attuale della capacità residua. Si basa principalmente sul metodo integrale ampere-ora e sull'algoritmo EKF (filtro di Kalman esteso), combinati con strategie di correzione (come la correzione della tensione a circuito aperto, la correzione della carica completa, la correzione della carica finale, la correzione della capacità a diverse temperature e SOH, ecc.).
(4) L'algoritmo SOE (State of Energy) non è ampiamente sviluppato dai produttori nazionali o utilizza algoritmi relativamente semplici per ottenere il rapporto tra l'energia rimanente nello stato attuale e l'energia massima disponibile. Questa funzione è utilizzata principalmente per stimare l'autonomia di crociera residua.
lDiagnosi dei guasti
Si distinguono diversi livelli di guasto in base alle diverse prestazioni della batteria e, in base a questi livelli, il BMS e la VCU adottano diverse misure di elaborazione, come avvisi, limitazione di potenza o disconnessione diretta dell'alta tensione. I guasti includono guasti di acquisizione dati e di razionalità, guasti elettrici (sensori e attuatori), guasti di comunicazione e guasti relativi allo stato della batteria, ecc.
1.Funzioni software principali del BMS
lFunzione di misura
(1) Misurazione delle informazioni di base: monitoraggio della tensione della batteria, del segnale di corrente e della temperatura del pacco batteria. La funzione più elementare del sistema di gestione della batteria è la misurazione della tensione, della corrente e della temperatura delle celle della batteria, che costituisce la base di tutti i calcoli di livello superiore e della logica di controllo del sistema di gestione della batteria.
(2) Rilevamento della resistenza di isolamento: l'intero sistema di batterie e il sistema ad alta tensione devono essere testati per l'isolamento dal sistema di gestione della batteria.
(3) Rilevamento dell'interblocco ad alta tensione (HVIL): utilizzato per confermare l'integrità dell'intero sistema ad alta tensione. Quando l'integrità del circuito del sistema ad alta tensione è compromessa, vengono attivate le misure di sicurezza.
lFunzione di stima
(1) Stima SOC e SOH: la parte fondamentale e più difficile
(2) Bilanciamento: regolare lo squilibrio SOC x capacità tra i monomeri tramite un circuito di bilanciamento.
(3) Limitazione della potenza della batteria: la potenza di ingresso e di uscita della batteria sono limitate a diverse temperature SOC.
lAltre funzioni
(1) Controllo relè: inclusi principale +, principale-, relè di carica +, relè di carica -, relè di precarica
(2) Controllo termico
(3) Funzione di comunicazione
(4) Diagnosi dei guasti e allarme
(5) Funzionamento a tolleranza di errore
2.Architettura software BMS
lGestione dell'alta e bassa tensione
Quando è normalmente acceso, il BMS viene riattivato dalla VCU tramite un segnale di linea fissa o CAN a 12 V. Dopo che il BMS ha completato l'autodiagnosi ed è entrato in standby, la VCU invia un comando di alta tensione e il BMS controlla la chiusura del relè per completare la connessione ad alta tensione. Quando è spento, la VCU invia un comando di bassa tensione e quindi disconnette la riattivazione a 12 V. Quando la pistola viene inserita per la ricarica in stato di spegnimento, può essere riattivata dal segnale CP o A+.
lGestione della ricarica
(1) Ricarica lenta
La ricarica lenta consiste nel caricare la batteria con corrente continua, convertita da corrente alternata dal caricabatterie integrato nella stazione di ricarica (o da un alimentatore a 220 V). Le specifiche della stazione di ricarica sono generalmente 16 A, 32 A e 64 A e può essere ricaricata anche tramite una presa di corrente domestica. Il BMS può essere attivato dal segnale CC o CP, ma è necessario assicurarsi che possa rimanere normalmente in stand-by al termine della ricarica. Il processo di ricarica in corrente alternata è relativamente semplice e può essere sviluppato in conformità con gli standard nazionali dettagliati.
(2) Ricarica rapida
La ricarica rapida consiste nel caricare la batteria con corrente continua in uscita dalla pila di ricarica CC, che può raggiungere una velocità di carica di 1C o superiore. Generalmente, l'80% della batteria può essere caricato in 45 minuti. La batteria può essere attivata dal segnale A+ della fonte di alimentazione ausiliaria della pila di ricarica.
lFunzione di stima
(1) Il SOP (State of Power) ricava principalmente la potenza di carica e scarica disponibile della batteria consultando tabelle di temperatura e SOC. La VCU determina come viene utilizzato l'intero veicolo in base al valore di potenza inviato.
(2) SOH (State of Health) caratterizza principalmente lo stato di salute attuale della batteria, con un valore compreso tra 0 e 100%. Generalmente si ritiene che la batteria non possa essere utilizzata quando scende al di sotto dell'80%.
(3) Il SOC (State of Charge) è l'algoritmo di controllo principale del BMS, che caratterizza lo stato attuale della capacità residua. Si basa principalmente sul metodo integrale ampere-ora e sull'algoritmo EKF (filtro di Kalman esteso), combinati con strategie di correzione (come la correzione della tensione a circuito aperto, la correzione della carica completa, la correzione della carica finale, la correzione della capacità a diverse temperature e SOH, ecc.).
(4) L'algoritmo SOE (State of Energy) non è ampiamente sviluppato dai produttori nazionali o utilizza algoritmi relativamente semplici per ottenere il rapporto tra l'energia rimanente nello stato attuale e l'energia massima disponibile. Questa funzione è utilizzata principalmente per stimare l'autonomia di crociera residua.
lDiagnosi dei guasti
Si distinguono diversi livelli di guasto in base alle diverse prestazioni della batteria e, in base a questi livelli, il BMS e la VCU adottano diverse misure di elaborazione, come avvisi, limitazione di potenza o disconnessione diretta dell'alta tensione. I guasti includono guasti di acquisizione dati e di razionalità, guasti elettrici (sensori e attuatori), guasti di comunicazione e guasti relativi allo stato della batteria, ecc.
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Data di pubblicazione: 12 maggio 2023
