Perancangan sistem manajemen baterai untuk kendaraan listrik
Fungsi utama sistem manajemen baterai
Sistem manajemen baterai terintegrasi erat dengan daya baterai kendaraan listrik, dan secara konstan mendeteksi tegangan, arus, dan suhu baterai. Sistem ini juga melakukan deteksi kebocoran, manajemen termal, manajemen penyeimbangan baterai, pengingat alarm, menghitung kapasitas yang tersisa, daya pelepasan, dan melaporkan status SOC&SOH. Sistem ini juga menggunakan algoritma untuk mengontrol daya keluaran maksimum sesuai dengan tegangan, arus, dan suhu baterai untuk memperoleh jarak tempuh maksimum, dan menggunakan algoritma untuk mengontrol pengisi daya agar mengisi daya dengan arus optimal. Sistem ini berkomunikasi dengan pengendali utama kendaraan, pengendali motor, sistem kontrol energi, sistem tampilan kendaraan, dll. secara real time melalui antarmuka bus CAN.
Fungsi dasar sistem manajemen baterai: 1) Memantau kondisi kerja sel tunggal, seperti tegangan sel tunggal, arus kerja, suhu sekitar, dll. 2) Melindungi baterai untuk mencegah baterai dari pemendekan masa pakainya, kerusakan, atau bahkan ledakan, kebakaran, dan kecelakaan lain yang membahayakan keselamatan pribadi saat baterai bekerja dalam kondisi ekstrem.
Secara umum, sistem manajemen baterai harus memiliki fungsi perlindungan sirkuit berikut: perlindungan tegangan lebih dan tegangan kurang, perlindungan arus lebih dan hubung singkat, perlindungan suhu berlebih dan suhu berlebih, dan menyediakan berbagai perlindungan bagi baterai untuk meningkatkan keandalan sistem perlindungan dan manajemen (perlindungan yang dijalankan oleh perangkat keras memiliki keandalan yang tinggi, perlindungan yang dijalankan oleh perangkat lunak memiliki fleksibilitas yang lebih tinggi, dan perlindungan komponen utama sistem manajemen menyediakan perlindungan tingkat ketiga bagi pengguna). Fungsi-fungsi ini dapat memenuhi kebutuhan sebagian besar baterai ponsel, perkakas listrik, dan aplikasi sepeda listrik.
Kendaraan listrik menimbulkan tantangan lebih besar pada sistem manajemen baterai
Sistem integrasi baterai kendaraan listrik adalah sistem daya terbuka yang berkomunikasi melalui bus CAN tingkat otomotif dan bekerja dengan sistem manajemen kendaraan, pengisi daya, dan pengendali motor untuk memenuhi konsep berkendara aman yang berorientasi pada manusia. Oleh karena itu, sistem manajemen baterai tingkat otomotif harus memenuhi persyaratan TS16949 dan elektronik otomotif, mencapai akuisisi data berkecepatan tinggi dan keandalan tinggi, komunikasi bus CAN tingkat otomotif, kemampuan antiinterferensi elektromagnetik yang tinggi (tingkat tertinggi persyaratan EMI/EMC), dan fungsi diagnostik daring.
Fungsi utamanya adalah: akuisisi informasi berkecepatan tinggi seperti tegangan dan suhu baterai; mencapai penyeimbangan baterai dengan efisiensi tinggi, memberikan pemanfaatan penuh kapasitas sistem baterai yang terintegrasi guna meningkatkan masa pakai sistem baterai yang terintegrasi, sekaligus mengurangi panas yang dihasilkan; estimasi dan tampilan kesehatan baterai serta daya yang tersisa; protokol komunikasi yang sangat andal (jaringan komunikasi CAN tingkat otomotif); teknologi sistem penggerak harus memastikan bahwa baterai digunakan dengan aman, memberikan pemanfaatan penuh potensi baterai, memastikan kinerja baterai, dan meningkatkan masa pakai baterai; manajemen suhu baterai dan pembuangan panas, sehingga sistem baterai bekerja di lingkungan dengan suhu yang relatif stabil; deteksi kebocoran dan desain kabel arde yang kompleks.
Karena lingkungan distribusi baterai pada kendaraan listrik sangat kompleks dan berada dalam kondisi kerja tegangan dan daya tinggi, persyaratan untuk EMI/EMC sangat tinggi, yang membawa tantangan lebih besar pada desain sistem manajemen baterai.