การออกแบบระบบการจัดการแบตเตอรี่สำหรับยานพาหนะไฟฟ้า
ฟังก์ชั่นหลักของระบบการจัดการแบตเตอรี่
ระบบการจัดการแบตเตอรี่มีการบูรณาการอย่างใกล้ชิดกับแบตเตอรี่พลังงานของยานพาหนะไฟฟ้า และตรวจจับแรงดันไฟ กระแสไฟ และอุณหภูมิของแบตเตอรี่อย่างต่อเนื่อง นอกจากนี้ยังทำการตรวจจับการรั่วไหล การจัดการความร้อน การจัดการสมดุลแบตเตอรี่ การเตือนสัญญาณเตือน คำนวณความจุที่เหลือ ปล่อยพลังงาน และรายงานสถานะ SOC และ SOH นอกจากนี้ยังใช้ขั้นตอนวิธีในการควบคุมพลังงานเอาต์พุตสูงสุดตามแรงดันไฟ กระแสไฟ และอุณหภูมิของแบตเตอรี่เพื่อให้ได้ระยะทางสูงสุด และใช้ขั้นตอนวิธีในการควบคุมเครื่องชาร์จเพื่อชาร์จด้วยกระแสไฟที่เหมาะสมที่สุด ระบบจะสื่อสารกับตัวควบคุมหลักของยานพาหนะ ตัวควบคุมมอเตอร์ ระบบควบคุมพลังงาน ระบบแสดงผลของยานพาหนะ ฯลฯ แบบเรียลไทม์ผ่านอินเทอร์เฟซบัส CAN
ฟังก์ชั่นพื้นฐานของระบบการจัดการแบตเตอรี่: 1) ตรวจสอบสภาพการทำงานของเซลล์เดี่ยว เช่น แรงดันไฟฟ้าเซลล์เดี่ยว กระแสไฟฟ้าในการทำงาน อุณหภูมิแวดล้อม ฯลฯ 2) ปกป้องแบตเตอรี่เพื่อป้องกันไม่ให้แบตเตอรี่มีอายุการใช้งานสั้นลง เสียหาย หรือแม้กระทั่งการระเบิด ไฟไหม้ และอุบัติเหตุอื่นๆ ที่อาจก่อให้เกิดอันตรายต่อความปลอดภัยส่วนบุคคลเมื่อแบตเตอรี่ทำงานภายใต้สภาวะที่รุนแรง
โดยทั่วไปแล้วระบบการจัดการแบตเตอรี่จะต้องมีฟังก์ชันการป้องกันวงจรดังต่อไปนี้: การป้องกันแรงดันไฟเกินและแรงดันไฟต่ำ การป้องกันกระแสเกินและไฟฟ้าลัดวงจร การป้องกันอุณหภูมิเกินและอุณหภูมิเกิน และให้การป้องกันหลายชั้นสำหรับแบตเตอรี่เพื่อปรับปรุงความน่าเชื่อถือของระบบการป้องกันและการจัดการ (การป้องกันที่ดำเนินการโดยฮาร์ดแวร์มีความน่าเชื่อถือสูง การป้องกันที่ดำเนินการโดยซอฟต์แวร์มีความยืดหยุ่นสูงกว่า และการป้องกันส่วนประกอบสำคัญของระบบการจัดการช่วยให้ผู้ใช้มีการป้องกันระดับที่สาม) ฟังก์ชันเหล่านี้สามารถตอบสนองความต้องการของแบตเตอรี่โทรศัพท์มือถือ เครื่องมือไฟฟ้า และแอปพลิเคชันจักรยานไฟฟ้าส่วนใหญ่ได้
รถยนต์ไฟฟ้าสร้างความท้าทายให้กับระบบการจัดการแบตเตอรี่มากขึ้น
ระบบบูรณาการแบตเตอรี่ของยานยนต์ไฟฟ้าเป็นระบบพลังงานเปิดที่สื่อสารผ่านบัส CAN เกรดยานยนต์และทำงานร่วมกับระบบการจัดการยานยนต์ เครื่องชาร์จ และตัวควบคุมมอเตอร์เพื่อตอบสนองแนวคิดการขับขี่ที่ปลอดภัยโดยเน้นที่คนในรถยนต์ ดังนั้น ระบบการจัดการแบตเตอรี่เกรดยานยนต์จึงต้องเป็นไปตามข้อกำหนดของ TS16949 และระบบอิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์ บรรลุการรวบรวมข้อมูลความเร็วสูงและความน่าเชื่อถือสูง การสื่อสารบัส CAN เกรดยานยนต์ ความสามารถในการป้องกันการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าสูง (ระดับสูงสุดของข้อกำหนด EMI/EMC) และฟังก์ชันการวินิจฉัยออนไลน์
หน้าที่หลัก ได้แก่ การรวบรวมข้อมูลด้วยความเร็วสูง เช่น แรงดันไฟและอุณหภูมิของแบตเตอรี่ การทำสมดุลแบตเตอรี่ให้มีประสิทธิภาพสูง ช่วยให้ระบบแบตเตอรี่รวมใช้งานได้เต็มที่เพื่อเพิ่มอายุการใช้งานของระบบแบตเตอรี่รวม ในขณะเดียวกันก็ลดการเกิดความร้อน การประมาณและแสดงสถานะของแบตเตอรี่และพลังงานที่เหลืออยู่ โปรโตคอลการสื่อสารที่มีความน่าเชื่อถือสูง (เครือข่ายการสื่อสาร CAN ระดับยานยนต์) เทคโนโลยีระบบส่งกำลังต้องมั่นใจว่าแบตเตอรี่จะถูกใช้อย่างปลอดภัย ช่วยให้แบตเตอรี่มีศักยภาพอย่างเต็มที่ ช่วยให้แบตเตอรี่มีประสิทธิภาพมากขึ้น และเพิ่มอายุการใช้งานแบตเตอรี่ การจัดการอุณหภูมิแบตเตอรี่และการกระจายความร้อนเพื่อให้ระบบแบตเตอรี่ทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิค่อนข้างคงที่ การตรวจจับการรั่วไหลและการออกแบบสายดินที่ซับซ้อน
เนื่องจากสภาพแวดล้อมการจ่ายไฟของแบตเตอรี่ในรถยนต์ไฟฟ้ามีความซับซ้อนมาก และอยู่ในสถานะการทำงานที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงและกำลังไฟสูง ข้อกำหนดสำหรับ EMI/EMC จึงสูงมาก ส่งผลให้การออกแบบระบบจัดการแบตเตอรี่ต้องเผชิญกับความท้าทายที่มากขึ้น