이륜차 용 리튬 배터리의 BMS 기술 탐색

이륜차 용 리튬 배터리 BMS 기술 탐구

납 축전지를 리튬 전지로 부분 교체하는 추세이며 점차 공감대가 형성되고있다. 특히 전기 자전거 분야에서는 전기 자전거에 대한 새로운 국가 표준이 기술적 인 결정을 내리면서 리튬 배터리가 진입을 가속화하기 시작했습니다. 전기 자전거에 대한 시장 수요가 크게 증가했습니다. 이러한 시장과의 정책 공조는 리튬 배터리에 대한 거대한 새로운 시장 공간을 가져 왔습니다.

납산 배터리를 리튬 배터리로 교체하면 제품 및 기술 측면뿐만 아니라 전체 공급망 시스템, 비즈니스 모델 및 운영 모델에서 기존 시장의 수급 패턴에 큰 변화가 발생할 것입니다.

다음은" 이륜차 리튬 배터리 GG의 BMS 기술에 대한 토론 quot; 주제 공유입니다. FIRSTEK의 총지배인 Dr. Yang이 만들었습니다.

FIRSTEK은 R& D, 배터리 관리 시스템 플랫폼 기술 및 배터리 빅 데이터 기술의 생산 및 혁신을 전문으로하는 기업입니다. 이 제품은 주로 민간 산업 및 발전소 에너지 저장 전원 공급 장치, 순수 전기 2 개 또는 3 개 바퀴, 보조 로봇 및 군용 전원 공급 장치 분야에서 사용됩니다. 현재 일부 제품은 유럽, 미국 및 기타 국가로 수출되었습니다. 빠르면 2018 년 초 FIRSTEK은 이륜차 공유 배터리 팩 시장을위한 스마트 보호 보드를 맞춤화하고 개발하기 시작했으며 점차 배치를 따랐습니다. 10 만 세트 이상의 제품이 시장 터미널에서 사용되었습니다.

첫 번째 측면은 현재 산업 상황입니다. 현재, 이륜차 배터리는 주로 두 가지 방향을 포함합니다 : 첫째, 리튬 배터리 시장에 대한 납산 변화; 둘째, 리튬 배터리 시장. 리튬 배터리로의 납산 변경에서 자동차의 원래 제품 모양 인터페이스가 사용됩니다. BMS 제품은 순수한 하드웨어 보호 보드 솔루션을 기반으로합니다. 통신 기능을 달성하기가 어렵습니다. 동시에 사용 중에 발화하기 쉽고 시간이 오래 걸립니다. 커넥터가 손상됩니다. 또한 통신 기능이 없기 때문에 컨트롤러가 배터리 팩과 통신 할 수없고 차량이 제한된 전력 작동을 달성 할 수 없습니다. 리튬 배터리 측면에서 대부분의 BMS 인터페이스에는 통신 기능이 있으며 컨트롤러 및 미터와 통신하는 데 사용할 수 있습니다. 일반적으로 전류, 전압 및 오류 정보 만이 미터에 표시 될 수 있습니다. 동시에 BMS와 컨트롤러 간의 정보 상호 작용을 통해 출력 전력 조정, 데이터 상호 작용 등을 달성 할 수있어 차량의 전반적인 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다. 이 유형의 차량은 일반적으로 지능형 보호 보드 제품을 사용합니다.

두 번째 측면에서는 스마트 보호 보드의 웨이크 업 기술을 소개합니다. 이륜 전기 자동차는 단순 해 보이지만 실제 적용 시나리오는 자동차보다 조금 더 복잡합니다. 다음으로 몇 가지 wake-up 방법의 원리와 적용 시나리오를 소개합니다.

1. 깨우기로 전환합니다. 인터페이스의 보조 인터페이스를 통해 두 노드의 스위치 상태를 사용하여 지능형 보호 보드가 배터리 팩이 자동차 또는 충전기에 있고 운송 중에 있음을 인식 할 수 있습니다. 가장 분명한 장점은 배터리 팩의 메인 라인 인터페이스가 충전되지 않도록 배터리 팩을 지상이나 운송 중에 배치 할 수 있다는 것입니다. 이는 배터리 안전에 큰 이점이됩니다. BMS에 인식 기능이없는 경우 배터리 팩이 항상 충전되어있을 때 배터리 팩의 P 양극 및 P 음극이 안전 위험을 유발할 수 있습니다. 가장 간단한 스위치 웨이크 업 기능을 통해 인터페이스 충전 문제를 쉽게 해결할 수 있습니다. 동시에, 충전 과정으로 인한 배터리 팩의 점화를 피하면서 전원 켜기 사전 충전 기능을 해결할 수도 있습니다.

2.로드 웨이크 업. 이 애플리케이션은 백엔드로드와 관련이 있습니다. 일반적으로 P 포지티브 및 P 네거티브는 백엔드에 부하가 있는지 여부를 감지하여 관리 시스템을 깨울 차량 상태인지 여부를 확인하는 데 사용됩니다. 이 기능은 간단하지만 실제 적용에는 더 많은 고려 사항이 있습니다. 다른 신호 입력이 없기 때문에 깨어 난 직후의 단순한 부하 감지가 아니므로 BMS는 깨어 났을 때 감지 할 수 있지만 차량의 부하 제거 정보를 감지하는 것은 불가능합니다. 이 정보를 알고 싶다면이 웨이크 업 방법과 결합 된 다른 웨이크 업 방법이 필요합니다. 그렇지 않으면 부하 웨이크 업 기능만으로는 저전력 절전을 달성 할 수 없습니다. .

3. 퇴원 후 일어나십시오. 이것은 방전 전류에 의한 웨이크 업을 나타냅니다. 앞서 언급 한로드 웨이크 업은로드가 있는지 여부를 감지하는 데 사용됩니다. 방전 웨이크 업은 방전 전류의 크기를 감지하여 웨이크 업하는 것을 말합니다. 일반적으로 배터리는 자동차에 배치됩니다. 전기 오토바이에 관한 한 사용자는 1 ~ 2 주 동안 사용하지 않지만 배터리는 항상 자동차에 연결되어 있습니다. 이 상태에서 BMS 자체의 전력 소모로 인해 배터리가 완전히 충전되면 최대 약 40 일 동안 지속됩니다. 사용 시간을 연장하기 위해 몇 가지 수면 작업을 수행 할 것입니다. 예를 들어, 자동차를 사용하지 않을 경우 얼마나 오래 수면 상태가되는지, 수면 상태에 들어간 후 BMS로 어떻게 깨우는가? 이때 현재 모드를 사용하여 깨울 수 있습니다.

4. 충전 할 때 일어나십시오. BMS는 충전기에서 출력되는 전압에 의해 깨어납니다. 그러나 충전 및 웨이크 업용 충전기는 충전 전압을 출력하기 전에 데이터를 교환해야하는 종류의 승용차가 될 수 없다는 점에 유의해야합니다. 충전 웨이크 업을 위해서는 충전기&# 39의 작동 방법이 BMS를 깨우기 위해 충전 전압을 제공 한 다음 데이터 교환 후 일반 충전 프로세스로 전환하는 것입니다. 이 웨이크 업 기능의 가장 큰 장점은 배터리 전원이 부족하면 저전압이 발생하고 BMS가 자동으로 작동하지 않는다는 것입니다. 충전으로 깨어 난 후 BMS는 정상적으로 작동 할 수 있습니다. 이 방법은 저전압 보호에 매우 유용합니다. 그러나보다 합리적으로 충전하려면 일반적으로 고객이 이곳에서 할 때 충전기가 작은 전류 제한 충전을 거치게 한 다음 충전기 데이터와 상호 작용 한 후 정상 전류 충전으로 전환하는 것이 좋습니다.

5. 통신이 깨어납니다. 일반적으로 데이터 통신을 통해 BMS를 깨우는 것을 말합니다. 우리가 접촉 한 이륜차 전기 오토바이 프로젝트에서 저비용 485 통신에서 현재의 일반적인 CAN 통신에 이르기까지 이러한 통신 방법을 통해 배터리 관리 시스템 (BMS)을 깨우는 것도 일반적입니다.

6. 진동이 깨어납니다. BMS에 진동 센서를 추가하여 기상하는 방법입니다. 일반적으로 BMS는 수면을 취하기 쉽습니다. 전기 오토바이의 전력을 절약하기 위해 BMS는 특정 전략에 따라 자동으로 절전 모드로 들어가지만 어떤 상황에서 깨어 날까요? 고전류 웨이크 업 방법을 사용하면 실제로 설계 비용이 상대적으로 높고 기술 지표도 상대적으로 어렵습니다. 진동 깨우기를 통해 간단한 방법을 얻을 수도 있습니다.

7. 깨어나려면 덮개를 엽니 다. 주로 포장 된 배터리 팩이 비정상적으로 열렸을 때 비정상적인 이벤트를 기록하는 데 사용되는 것을 말합니다. 이 기능은 일반적으로 소형 배터리 팩에 있습니다. Mobike 및 OFO 자전거의 전자 잠금 장치는 주로 사용자가 허가없이 제품을 오용하거나 제품 덮개를 열지 못하도록 방지하기 위해이 기능을 갖추고 있습니다. 덮개를 열었을 때 깨어나는 것은 일반적으로 광 센서를 사용하여 실현됩니다. 일반적으로 BMS는 조명없이 배터리 팩 내부에 설치됩니다. BMS는 빛의 변화를 감지하여 덮개를 열었을 때 깨우기 기능을 구현할 수 있습니다.

8. 원격 깨우기. 이 기능은 사용자가 원격 데이터 모듈을 추가하여 BMS의 wake-up 기능을 실현하는 것을 의미합니다. 일반적으로 이륜차 임대에 사용됩니다. 임대 과정에서 사용자는 정시에 일정에 따라 지불하지 않습니다. 운영자는 원격으로 배터리 팩을 잠글 수 있으며 BMS도 휴면 상태로 들어갑니다. 이 경우 BMS는 재사용 목적을 달성하기 위해 원격 웨이크 업을 사용할 수 있습니다. 반면, 고객이 구석에 두는 등 장시간 배터리를 사용하지 않은 경우이 경우 BMS를 원격으로 깨워 배터리 팩과 배터리 팩 상태를 확인할 수 있습니다. 원격 모니터링이 가능하며 현재 상태를 서버로 전송할 수있어 장기간 보관으로 인한 배터리 팩 자원 낭비 및 배터리 과방 전을 방지 할 수 있습니다.

세 번째 부분은 이륜차의 SOC 계산입니다. 사실, 이러한 측면은 승용차에서 상대적으로 뜨거운 주제이며, 남용 상황이 더 복잡하기 때문에 승용차보다 이륜차 측면에서 더 어렵습니다. SOC 계산에는 일반적으로 다음 방법이 포함됩니다. 첫째, 암페어-시간 통합 방법; 둘째, 전체 보정 전략으로 재설정합니다. 셋째, OCV 보정; 넷째, 동적 보상 및 교정.

다음은 이륜차 사용시 SOC 계산에 영향을 미치는 공통 요소 목록입니다.

이륜차 적용시 얕은 충전 및 얕은 방전 사용으로 인한 SOC 오류로 인해 문제가 강조됩니다. 대부분의 사용자는 완전히 충전 된 후 배터리 팩을 사용합니다. 그러나 이륜차를 사용하는 경우 전원이 꺼지면 재충전되는 경우가 많고 충전되면 거의 타 버립니다. 일반적으로 배터리 팩은 특히 공유 배터리 스왑 응용 프로그램에서 완전히 충전 될 수 없습니다. 예를 들어 급행 탑승자가 공유 배터리 팩을 사용하는 경우 편리한 운송을 위해 배터리 캐비닛을 볼 때 더 많은 용량의 배터리 팩으로 변경되어 배터리가 항상 얕은 충전 상태에있게됩니다. 얕은 방전. 이륜차의 SOC 오차의 영향은 비교적 큽니다.

둘째, 배터리'의 자체 용량에 대한 주변 온도 및 방전율의 영향. 전기 오토바이는 운전할 때 고온 및 저온 조건이 있습니다. 이러한 조건은 배터리 자체에 더 큰 영향을 미칩니다. BMS로서 우리가 모니터링 할 수있는 원래 데이터는 전압, 전류, 온도 및 기타 정보이지만 배터리를 제어 할 방법이 없습니다. 자체 용량은 쇠퇴하지 않기 때문에 외부 환경과 다른 라이더의 사용 습관은 배터리'의 자체 용량에 큰 영향을 미칩니다.

셋째, 배터리 수명입니다. 이륜차 배터리 사용 비용이 승용차보다 저렴하기 때문에 일반적으로 이륜차 배터리의 수명은 승용차보다 짧습니다. 따라서 제조업체마다 모델 및 고객 그룹에 따라 배터리의 수명에주의를 기울여야합니다.

넷째, 배터리의 불일치. 이륜차 배터리 팩의 용량은 일반적으로 그다지 크지 않지만 충전 및 방전 전력이 그다지 적지 않기 때문에 배터리 코어의 일관성이 상대적으로 나타나기 쉽습니다. 특히 반년 반이 지나면 배터리 셀 전압에 큰 차이가 생겨 SOC 추정에 심각한 영향을 미칠 것입니다.

다섯째, BMS 전류 및 전압 획득 정확도가 SOC 추정에 미치는 영향. BMS는 SOC 추정을 위해 일부 원시 배터리 팩 데이터를 확보해야합니다. 그러나 이륜차 BMS에서는 고객'의 BMS에 대한 저비용 요구 사항을 더 잘 충족하기 위해 때때로 일부 정확도를 포기해야합니다. 하지만 정확도를 얼마나 줄여야합니까? 이것은 또한 SOC에 대한 영향의 정도를 고려해야합니다.

반면에 BMS 자체의 전력 소비는 SOC 추정에 더 큰 영향을 미칩니다. 자동차 분야의 BMS 애플리케이션의 경우 BMS는 키가 꺼진 후 전력 소비를 제로화 할 수 있습니다. 저전압 전원이 꺼지면 BMS는 전력 소비없이 종료됩니다. 그러나 저전력 제품에서 BMS는 전력 소비를 제로로 만들기가 쉽지 않습니다.

BMS 수면은 일반적으로 깊은 수면과 얕은 수면으로 나뉩니다. 딥 슬립에 들어가면 20mA 미만이 될 수 있습니다. 10mA의 전력 소비 전류에 따라 계산하면 오랜 시간이 지나면 배터리 전력이 약 40-임을 알 수 있습니다. 약 50 일 동안 배터리 팩은 기본적으로 소모됩니다. 따라서 SOC를 계산할 때 BMS 자체의 전력 소비를 포함해야합니다.

네 번째 측면은 이륜차를위한 새로운 인프라입니다. 이륜차의 서비스 플랫폼은 원격 데이터 모니터링 플랫폼입니다. 현재 더 많은 데이터 수집 및 수집 작업이 수행됩니다. 또한 사용자에게 조기 경고를 제공 할 수있는 배터리 셀 및 PACK 패키지의 SOH를 추정 할 필요가 있으며 배터리를 피하고 사용자'의 사용에 악영향을 미칠 수 있습니다.

실제로 이전에 문의 한 프로젝트에서 문제를 발견했으며, 사용 시나리오에 따라 원격 데이터 전송 기능에 대해 서로 다른 요구 사항을 제시해야합니다. 예를 들어 승용차의 경우, 국가는 나중에 통합 감독을 위해 빅 데이터 플랫폼에 데이터를 업로드하는 제안을 통합했지만 이륜 전기 오토바이의 적용을 위해서는 원격 데이터 전송 기능이 정말 필요합니까? 우리는 원격 데이터 전송 기능이 비용을 증가시킬 것이라는 것을 알고 있습니다. 현재 2G 카드 통신 사업자는 더 이상 가까운 장래에 운영되지 않을 것입니다. 4G 모듈의 높은 전력 소비와 더불어, 비용 또한 작은 용량의 배터리 팩 비용에 비해 상대적으로 높습니다. 즉, 원격 데이터 전송 모듈을 설치하는 데 드는 비용이 매우 높습니다. 일부 고객은 배터리 팩의 손실을 방지하기 위해 원격 데이터 전송의 목적을 높입니다. 그러나 1 ~ 2 년의 통계 결과, 분실 된 배터리 팩의 가치를 직접 지불하더라도 각 배터리 팩에 원격 모듈을 추가하는 비용보다 여전히 낮은 것으로 나타났습니다. 따라서 이륜차 분야에 원격 데이터 전송 기능을 추가하는 것은 현재로서는 그다지 의미가 없습니다.

다들 감사 해요!