Jūs iekāpjat savā elektriskajā transportlīdzeklī, ieslēdzat to, un klasteris parāda, cik jūdžu varat nobraukt. Pamatojoties uz šo diapazonu, jūs izlemjat, kādus pitstopus veiksiet, lai sasniegtu galamērķi, taču vai esat kādreiz domājuši, kā jūsu transportlīdzeklis aprēķina attālumu, ko tas var nobraukt?
Akumulatora pārvaldības sistēma vai BMS uzrauga akumulatoru bloku, kas darbina jūsu elektrisko transportlīdzekli, un novērtē attālumu jūsu vietā. Turklāt sistēma uzrauga akumulatora stāvokli un nodrošina, ka tas ir droši lietojams.
Izpratne par akumulatoriem un litija jonu elementiem
Pirms ķeramies pie akumulatoru pārvaldības sistēmām, ir svarīgi saprast, kā tiek izgatavoti akumulatoru komplekti.
Elektriskā transportlīdzekļa akumulators ir izgatavots no litija jonu elementiem, un šīs šūnas ir savienotas viena ar otru, lai izveidotu akumulatora bloka moduli. Šie moduļi ir tālāk savienoti ar citiem moduļiem, lai izveidotu akumulatoru. Šis modulārais dizains palīdz efektīvi pārvaldīt akumulatoru un uzlabo apkopi. Šīs konstrukcijas arhitektūras dēļ akumulatora ražotājs var nomainīt bojātu moduli, nevis nomainīt visu akumulatoru.
Runājot par priekšrocībām, litija jonu elementi piedāvā vairākas funkcijas, piemēram, augstu jaudas un svara attiecību attiecība, augsta energoefektivitāte, zemas pašizlādes īpašības un laba augsta temperatūra sniegumu. Šo īpašību dēļ litija jonu elementi ir vislabākā izvēle elektriskajiem transportlīdzekļiem, taču šie akumulatori nav nevainojami un cietvielu akumulatoru tehnoloģija cenšas atrisināt problēmas, kas rodas ar litija jonu akumulatoriem.
Vēl viena lieta, kas jāņem vērā, ir tāda, ka litija jonu šūnas var piedāvāt iepriekš minētās priekšrocības tikai tad, ja tās tiek darbinātas noteiktās robežās. Tālāk ir sniegts īss šo darbības ierobežojumu pārskats.
- Sprieguma specifikācijas: Elektriskā transportlīdzekļa akumulatoru komplekts ir izgatavots no vairākiem litija jonu elementiem. Lai liktu lietas perspektīvā, Tesla Roadster bija aprīkots ar 6831 elementu, un katrai no šīm šūnām ir jādarbojas noteiktā sprieguma diapazonā. Lielākajai daļai šūnu šis diapazons ir no 3,0 līdz 4,1 voltiem. Ja šūnas tiek izmantotas ārpus šiem diapazoniem, akumulatora darbības laiks un tā piedāvātā veiktspēja pasliktinās.
- Temperatūras ierobežojumi: Papildus sprieguma ierobežojumiem ir jāuzrauga arī litija jonu akumulatoru temperatūra. Lielākajai daļai šūnu šis diapazons ir no -4 līdz 131 grādiem pēc Fārenheita (-20 līdz 55 grādiem pēc Celsija). Ja šūnas tiek darbinātas ārpus šiem temperatūras diapazoniem, akumulatora veiktspēja un kalpošanas laiks var krasi samazināties.
- Pašreizējā izloze: Jāuzrauga arī no šūnām iegūtās strāvas daudzums. Ja no elementiem paņemtās strāvas daudzums ir ārpus noteiktajām robežām, šūnu kalpošanas laiks eksponenciāli pasliktinās.
- Uzlādes strāva: Uzlādes laikā ir jāuzrauga arī akumulators. Tas ir tāpēc, ka akumulatorā īsā laikā tiek iesūknēts liels strāvas daudzums, un tas parasti notiek ātra uzlāde, izmantojot 3. līmeņa lādētājus. Sakarā ar šo lielo strāvas plūsmu akumulatorā, šūnas var pārlādēties, izraisot to uzkaršanu, pasliktinot elementu kalpošanas laiku un veiktspēju.
Tā kā akumulatora bloka optimālai veiktspējai ir jāuzrauga vairāki parametri, tam ir nepieciešama akumulatora pārvaldības sistēma. Šī vadības sistēma ir skaitļošanas ierīce, kas uzrauga vairākus katras šūnas raksturlielumus un nodrošina, ka akumulators darbojas noteiktajās robežās.
Kas notiek, ja šūnas nedarbojas noteiktajās robežās?
Ja akumulatora elementi tiek darbināti augstā temperatūrā vai no tiem tiek paņemta pārāk liela strāva, var rasties parādība, kas pazīstama kā termiskā aizbēgšana.
Redzi, litija jonu akumulators nodrošina enerģiju, izmantojot virkni ķīmisku reakciju. Šīs reakcijas rada siltumu, un, ja baterijas netiek darbinātas piemērotos diapazonos, šo reakciju radītā siltuma daudzums palielinās eksponenciāli.
Palielinoties siltuma ražošanai, šūnas var aizdegties un izraisīt ķēdes reakciju akumulatorā. Tāpēc ir svarīgi uzraudzīt katras šūnas temperatūru, lai novērstu termisku aizbēgšanu.
Kā darbojas akumulatora pārvaldības sistēma un ko tā dara?
Akumulatora pārvaldības sistēma ir dators, kas savienots ar vairākiem sensoriem. Šie sensori uzrauga katras šūnas spriegumu, strāvu un temperatūru un nosūta to uz BMS.
Pēc tam bateriju pārvaldības sistēma analizē šos datus, lai nodrošinātu, ka katra šūna darbojas noteiktajās robežās. Ja tas tā nav, tas mēģina atrisināt problēmu.
Ja baterijas bloka elementi ir pārāk karsti, BMS pārvalda dzesēšanas sistēmu, lai samazinātu akumulatora temperatūru.
Ja elementu spriegums mainās, akumulatoru pārvaldības sistēma veic šūnu balansēšanu. Lai līdzsvarotu šūnas, tā pārnes enerģiju no vienas šūnas uz otru, lai nodrošinātu, ka visas šūnas darbojas vienā sprieguma līmenī.
Papildus iepriekš minētajiem uzdevumiem BMS reģistrē saņemtos datus, lai aprēķinātu akumulatora uzlādes stāvokli un stāvokli.
Kā akumulatora pārvaldības sistēma aprēķina diapazonu?
Viens no sensoriem, kas savienots ar BMS, mēra strāvas daudzumu, kas ienāk un iziet no akumulatora. Pamatojoties uz šiem datiem, akumulatora pārvaldības sistēma aprēķina akumulatora bloka strāvas stiprumu un attālumu, ko jūsu transportlīdzeklis var nobraukt, saglabājot savu diapazona trauksmi līcī.
Vai akumulatoru pārvaldības sistēmas tiešām ir vajadzīgas?
Elektriskā transportlīdzekļa akumulatora pārvaldības sistēma rūpīgi uzrauga katru akumulatora bloka elementu. Tas nodrošina, ka akumulators ir droši lietojams, un aizsargā automašīnu, ja elementi nedarbojas pareizi.
Turklāt tas novērtē attālumu, kādu transportlīdzeklis var nobraukt, un palīdz uzlabot akumulatora kopējo dzīves ciklu. Tāpēc akumulatora pārvaldības sistēma ir būtiska elektriskā transportlīdzekļa sastāvdaļa, un laba akumulatora pārvaldības sistēma var uzlabot elektriskā transportlīdzekļa kalpošanas laiku par vairākiem gadiem.
