Уђете у своје електрично возило, укључите га, а кластер вам показује број миља које можете да пређете. На основу овог опсега, ви одлучујете о пит стоповима на којима ћете доћи до одредишта, али да ли сте се икада запитали како ваше возило израчунава раздаљину коју може да пређе?
Па, систем за управљање батеријом или БМС држи на оку батерију која напаја ваше електрично возило и процењује домет за вас. Штавише, систем прати здравље батерије и осигурава да је безбедан за употребу.
Разумевање батерија и литијум-јонских ћелија
Пре него што пређемо на системе за управљање батеријама, неопходно је разумети како се праве батерије.
Батерија на електричном возилу је направљена од литијум-јонских ћелија, а ове ћелије су повезане једна са другом да би се створио модул батерије. Ови модули су даље повезани са другим модулима да би се створио пакет батерија. Овај модуларни дизајн помаже у ефикасном управљању батеријским пакетом и побољшава могућност сервисирања. Због ове архитектуре дизајна, произвођач батеријског пакета може да замени неисправан модул уместо да замени цео пакет батерија.
Што се тиче предности, литијум-јонске ћелије нуде неколико карактеристика као што је велика снага према тежини однос, висока енергетска ефикасност, ниске карактеристике самопражњења и добра висока температура перформансе. Због ових карактеристика, литијум-јонске ћелије су најбољи избор за електрична возила, али ове батерије нису беспрекорне, и технологија чврстих батерија покушава да реши проблеме који долазе са литијум-јонским батеријама.
Још једна ствар коју треба приметити је да литијум-јонске ћелије могу понудити горе поменуте предности само ако раде у одређеним границама. У наставку је кратак преглед ових оперативних ограничења.
- Спецификације напона: Батерија на електричном возилу је направљена од неколико литијум-јонских ћелија. Да бисмо ствари ставили у перспективу, Тесла Роадстер је дошао са 6.831 ћелијом, а свака од ових ћелија треба да ради у оквиру одређеног опсега напона. За већину ћелија, овај опсег је између 3,0 и 4,1 волта. Ако се ћелије користе изван ових опсега, животни век батерије и перформансе које нуди се погоршавају.
- Температурне границе: Поред ограничења напона, потребно је пратити и температуру литијум-јонских батерија. За већину ћелија, овај опсег је између -4 и 131 степен Фаренхајта (-20 и 55 степени Целзијуса). Ако ћелије раде ван ових температурних опсега, перформансе и век трајања батерије могу драстично да се смање.
- Тренутни жреб: Количина струје која се извлачи из ћелија такође мора да се прати. Ако је количина струје која се извлачи из ћелија изван прописаних граница, живот ћелија се експоненцијално смањује.
- Струја пуњења: Батерија такође треба да се надгледа током пуњења. То је зато што се велике количине струје упумпају у батерију у кратком временском периоду, а то се обично дешава током брзо пуњење помоћу пуњача нивоа 3. Због овог великог протока струје у батерији, ћелије се могу препунити, узрокујући њихово загревање, смањујући животни век и перформансе ћелија.
Пошто је потребно пратити неколико параметара за оптималне перформансе батерије, потребан је систем за управљање батеријом. Овај систем управљања је рачунарски уређај који прати неколико карактеристика сваке ћелије и осигурава да батерија ради у одређеним границама.
Шта се дешава ако ћелије не раде у оквиру прописаних граница?
Ако ћелије у батеријском пакету раде на високој температури или се из њих извлачи превише струје, може доћи до феномена познатог као топлотни бег.
Видите, литијум-јонска батерија обезбеђује енергију кроз низ хемијских реакција. Ове реакције стварају топлоту, а ако батерије не раде у одговарајућим опсезима, количина топлоте генерисане овим реакцијама расте експоненцијално.
Због овог повећања производње топлоте, ћелије се могу запалити и изазвати ланчану реакцију у батерији. Због тога је неопходно пратити температуру сваке ћелије како би се спречило топлотно бежање.
Како функционише систем управљања батеријом и шта ради?
Систем за управљање батеријом је рачунар повезан са неколико сензора. Ови сензори прате напон, струју и температуру сваке ћелије и шаљу их у БМС.
Систем за управљање батеријом затим анализира ове податке како би осигурао да свака ћелија ради у оквиру прописаних граница. Ако то није случај, онда покушава да реши проблем.
Ако су ћелије унутар батеријског пакета превруће, БМС управља системом хлађења како би смањио температуру батерије.
У случају варијација напона ћелије, систем за управљање батеријом врши балансирање ћелија. Да би уравнотежио ћелије, преноси енергију из једне ћелије у другу како би осигурао да све ћелије раде на истом нивоу напона.
Поред горе поменутих задатака, БМС узима евиденцију података које прима да би израчунао стање напуњености и здравље батерије.
Како систем за управљање батеријом израчунава домет?
Један од сензора повезаних на БМС мери количину струје која улази и излази из батерије. На основу ових података, систем за управљање батеријом процењује количину струје коју батерија има и раздаљину коју ваше возило може прећи, држите своју анксиозност у домету.
Да ли су системи за управљање батеријама заиста потребни?
Систем за управљање батеријом на електричном возилу пажљиво прати сваку ћелију у батерији. Осигурава да је батерија безбедна за употребу и штити аутомобил ако ћелије не раде исправно.
Поред тога, процењује домет којим возило може да пређе и помаже у побољшању укупног животног века батерије. Стога је систем управљања батеријом критичан део електричног возила, а добар систем управљања батеријом може побољшати живот електричног возила за неколико година.
