8 Prinsip kerja PASI
1. Pengumpulan data
BMS mengumpulkan data status sel baterai secara real-time melalui sensor bawaan seperti sensor tegangan, sensor arus, dan sensor suhu. Sensor memantau tegangan, arus, dan suhu setiap sel baterai untuk memastikan berada dalam kisaran aman.
2. Nyatakan estimasi
SOC (State of Charge): BMS menggunakan algoritma tertentu (seperti penghitungan Coulomb, tegangan rangkaian terbuka, atau algoritma fusi, dll.) untuk memperkirakan status pengisian baterai dan menentukan sisa kapasitas baterai saat ini.
SOH (Status Kesehatan): Menganalisis data kinerja baterai (seperti kapasitas, resistansi internal, dll.), mengevaluasi status kesehatan baterai, dan menentukan apakah baterai memerlukan perawatan atau penggantian.
3. Manajemen pengisian dan pengosongan
Kontrol pengisian daya: Selama proses pengisian daya, BMS menyesuaikan arus pengisian daya dan strategi pengisian daya berdasarkan informasi SOC dan SOH baterai untuk mencegah pengisian daya berlebih dan memastikan baterai terisi daya sesuai dengan kurva pengisian daya yang aman.
Kontrol pengosongan: Selama proses pengosongan, BMS memantau tegangan dan arus baterai untuk memastikan tidak ada fenomena pengosongan berlebih (yaitu tegangan baterai di bawah ambang batas aman).
4. Pengelolaan yang seimbang
Pastikan voltase dan kapasitas setiap unit baterai konsisten, dan BMS akan menerapkan manajemen yang seimbang:
Penyeimbangan pasif: Mengkonsumsi daya berlebih dari unit tegangan tinggi melalui resistor.
Penyeimbangan aktif: mentransfer kelebihan listrik dari satu unit ke unit lainnya untuk mencapai keseimbangan yang lebih efisien.
5. Mekanisme proteksi
Perlindungan pengisian berlebih: Pantau volume bateraitage untuk memastikan tidak melebihi volume yang ditentukantage ambang batas selama pengisian.
Perlindungan overdischarge: mendeteksi tegangan baterai untuk mencegahnya jatuh di bawah ambang batas aman.
Perlindungan hubung singkat dan arus lebih: Ketika korsleting atau arus abnormal terdeteksi, catu daya segera diputus untuk melindungi baterai dan peralatan.
Perlindungan suhu berlebih: Pantau perubahan suhu dan hentikan proses pengisian dan pengosongan secara otomatis ketika suhu melebihi nilai yang ditetapkan.
6. Perekaman dan komunikasi data
BMS akan merekam dan menyimpan data pemantauan waktu nyata, dan mengirimkan data ke perangkat eksternal (seperti pengisi daya, sistem pemantauan, dll.) melalui antarmuka komunikasi (seperti CAN, RS485, dll.) untuk mencapai pemantauan dan data waktu nyata analisa.
7. Antarmuka Pengguna
BMS biasanya dilengkapi dengan antarmuka pengguna yang menyediakan tampilan visual status baterai, riwayat pengisian dan pengosongan, informasi kesalahan, dan data lainnya untuk dipantau dan dikelola oleh pengguna.
8. Pengoptimalan cerdas
BMS tingkat lanjut juga memanfaatkan teknologi seperti analisis data dan pembelajaran mesin untuk terus mengoptimalkan strategi pengisian dan pengosongan daya, meningkatkan kinerja dan masa pakai baterai.
9 arsitektur tiga tingkat BMS
1. Lapisan dasar (lapisan perangkat keras): Unit Pemantauan Sel Baterai (BCMU) atau Unit Budak:
Sensor: termasuk sensor tegangan, sensor arus, dan sensor suhu, yang bertanggung jawab untuk memantau status masing-masing baterai secara real-time.
Unit kendali: biasanya mikrokontroler (MCU) atau pemroses sinyal digital (DSP), digunakan untuk memproses data sensor dan melakukan fungsi pemantauan dan manajemen.
Sirkuit penyeimbang: sirkuit penyeimbang pasif atau aktif yang digunakan untuk memastikan konsistensi daya antar sel baterai.
Sirkuit perlindungan: termasuk sirkuit perlindungan overcharge, overdischarge, korsleting, dan suhu berlebih untuk memastikan baterai beroperasi dalam kisaran yang aman.
Antarmuka komunikasi: antarmuka yang digunakan untuk komunikasi dengan perangkat eksternal seperti pengisi daya, inverter, dan sistem pemantauan, seperti CAN, RS485, UART, dll.
2. Lapisan perantara (control layer) Master Unit atau Battery Pack Management Unit (BPMU):
Pemrosesan data: Bertanggung jawab atas pemrosesan data sensor secara real-time dari lapisan dasar, termasuk perhitungan SOC (State of Charge) dan SOH (State of Health).
Manajemen keseimbangan: menerapkan strategi keseimbangan secara dinamis berdasarkan status baterai untuk memastikan tingkat daya seimbang di antara setiap sel baterai.
Manajemen pengisian dan pengosongan: Kontrol proses pengisian dan pengosongan untuk memastikan pengoperasian yang aman dalam rentang pengisian dan pengosongan.
Pemantauan keamanan: Pemantauan status baterai secara real-time, respons tepat waktu terhadap kemungkinan situasi abnormal seperti pengisian daya yang berlebihan, pengosongan daya yang berlebihan, korsleting, dll.
Setelah pengumpulan informasi, ia berkomunikasi dengan tingkat ketiga melalui tautan komunikasi, seringkali menggunakan metode komunikasi CAN atau Ethernet.
3. Lapisan aplikasi lapisan atas (lapisan pengguna) unit manajemen sistem (System Management Unit) atau unit kendali pusat (CCU):
Antarmuka Pengguna: Menyediakan antarmuka ramah pengguna yang menampilkan status, data historis, dan informasi kesalahan paket baterai untuk pemantauan dan pengoperasian pengguna.
Perekaman dan analisis data: Catat data penggunaan baterai, lakukan analisis data, berikan laporan kinerja baterai dan rekomendasi perawatan.
Pemantauan dan manajemen jarak jauh: Antarmuka jaringan memungkinkan pemantauan jarak jauh, memungkinkan pengguna mengelola dan memelihara baterai dari lokasi berbeda.
10 jenis teknologi BMS
1. BMS Terdistribusi: Mengintegrasikan pemantauan dan kontrol setiap sel baterai di dalam sel baterai, dan mengirimkan informasi ke pengontrol utama melalui protokol komunikasi. Ciri khasnya adalah setiap sel baterai memiliki sistem pemantauan dan pengendalian yang independen, dan tidak diperlukan pertukaran informasi di antara keduanya. Hal ini memungkinkan sistem untuk berfungsi secara normal bahkan jika terjadi kegagalan sel baterai, memastikan bahwa kinerja sistem secara keseluruhan tidak terpengaruh dan meningkatkan keandalannya.
2. BMS Terpusat: Pemantauan dan pengendalian semua sel baterai dipusatkan di pengontrol utama, dan informasi dikirimkan ke pengontrol utama melalui protokol komunikasi. Keuntungannya adalah biaya yang lebih rendah, namun keandalannya relatif rendah karena jika pengontrol utama gagal, dapat menyebabkan kegagalan fungsi seluruh sistem.
3. BMS Modular: Bagi sel baterai menjadi beberapa modul, masing-masing dengan sistem pemantauan dan kontrol independen, dan mengirimkan informasi ke pengontrol utama melalui protokol komunikasi. BMS modular mencapai keseimbangan antara biaya dan keandalan, cocok untuk sistem penyimpanan energi dengan skala berbeda.
Setiap jenis BMS memiliki keunggulan unik dan skenario yang dapat diterapkan. BMS terdistribusi cocok untuk sistem penyimpanan energi skala besar karena keandalannya yang tinggi, kemudahan pemeliharaan dan peningkatan, serta fleksibilitas yang lebih besar; BMS terpusat cocok untuk sistem penyimpanan energi skala kecil karena biayanya yang rendah; BMS modular memberikan pilihan yang seimbang antara biaya dan keandalan. Dengan perkembangan teknologi, teknologi BMS di masa depan akan fokus pada peningkatan kemampuan pemantauan dan pengendalian secara real-time, serta memperkuat standarisasi dan kesatuan protokol komunikasi untuk lebih meningkatkan keamanan dan keandalan sistem penyimpanan energi.