Sistema di Gistioni di li battirìi
Nu Sistema di Gistioni dâ Battirìa (BMS) è nu dispusitivu usatu pi gistiri li batti di battirìi. Pî veiculi elèttrici, n’hardware BMS e nu software BMS e nu software ben’disignatu ponnu aumintari efficacimenti, allargari la durata dû pacchettu dâ battirìa, arriddùciri li costi upirativi e assicurari la sicurizza e l’affidabbilità dû pacchettu di battirìi di putenza. Lu sistema di gistioni dâ battirìa di putenza addivintau un cumpunenti principali ndispinsàbbili di veiculi elèttrici. Stu capitulu si cuncintrarà ncapu a ntrudùciri la cumpusizzioni, li funzioni e li principi di travagghiu dû sistema di gistioni dâ battirìa di putenza.
Architittura dû sistema
Nu tìpicu sistema di gistioni dâ battirìa (BMS) nchiudi principalmenti n'Unità di Gistioni di Batteria (BMU), n'Unità di Gistioni dî cèlluli (CMU), li sinsura, li cabblaggi, ecc. Ntô pruggettu di sistemi di batterii granni- sistemi di batterii, la scigghiuta di l'architittura BMS è cruciali, ditirminari direttamenti li mètudi di cunnissioni ntra unità hardware e l'approcciu di prugrammazziuni dû software, e l'influenza dû costu dû sistema, l'affidabbilità, la facilità di stallazzioni e la manutinzioni. Basatu ncapu la topuluggìa ntra li cuntrullatura nnô BMS, li BMS ponnu èssiri ampiamenti catigurizzati nta du’ tipi: ntigrati e distribbuiti.
1. BM ntigratu
2. BMS distribbuitu
A diffirenza dî topuluggìi ntigrati, l'archititturi distribbuiti spartunu la funziunalità BMS nna na BMU principali e cchiù CMU di schiavi. La struttura mudulari simplifica lu muntatu dû mòdulu, uttimizza lu layout dû campling e allivia li ncuirenzi di vurtaggiu cu na distanza uniformi. Li svantaggi cumprennunu nu costu cchiù àutu e nu pruggettu di cumunicazzioni e cuntrollu cchiù cumplessi. Basannusi ncapu la diversità dî mètudi di cunnissioni BMS distribbuiti, ponnu èssiri ultiriurmenti spartuti ‘n tri tipi: cunnissioni stiḍḍari (vidi Figura 8{4}}), cunnissioni di l'autobus e cunnissioni dâ catina di margherita.
(1) Cunnissioni di stiḍḍaNna na cunnissioni stiḍḍari, la BMU principali si trova cintralimenti, e ogni mòdulu CMU è direttamenti cunnessu â scheda principali BMS tramiti n'imbracatura. Li cunnissiuna di stiḍḍi facilitanu lu puntu -tosnu lu cuntrollu, e lu fallimentu di un sìngulu nodu CMU nun nfruenza assai lu sistema. Tuttavia, man manu ca lu nùmmaru di moduli aumenta, la cumplessità dê linii di cumunicazzioni nta na cunnissioni stiḍḍari aumenta espuninzialmenti, facennu la manutinzioni difficili e limitannu la scalabbilità. A causa di limitazzioni dî purtelli principali BMS, li mòduli CMU nun ponnu èssiri agghiunciuti arbitrariamenti, facennulu rilativamenti raru ‘n applicazzioni scala granni.
(2) Cunnissioni dû busN'architittura di sistema basata supra l'autobus facilita lu disignu modulari, comu mustratu ntâ Figura 8{4}}3. Lu BMS è di sòlitu spartutu nta unità di cuntrollu multipli: BMU, CMU e Batteria Uniscita (BJB). Lu BMU, la CMU e lu BJB sunu cunnessi attraversu la CAN o autri riti di l'autobus. Lu BMU fa li funziuna di l'arguritmu principali pâ gistioni dâ battirìa; lu CMU fa l'acquisizzioni, l'equalizzazzioni e la misurazzioni dâ timpiratura; lu BJB fa l'acquisizzioni a granni tinuta, attuali e di timpiratura, guida di cuntattu e diagnostichi, e rilevamentu di l'isolamentu pû pacchettu dâ battirìa; l'isolamentu duna l'isolamentu elèttricu, evitannu lu ritornu di abbruciari la scheda di circùitu e limitari l'ampizza di ntirfirenza.
L'architittura basata supra l'autobus offri cunnissioni di cumunicazzioni cchiù flissìbbili e na scalabbilità forti, simplificannu assai lu pruggettu di l'architittura hardware, lu raggiungimentu dâ mudularità e lu migghiuramentu di l'applicabbilità e la purtabbilità. Lu sò svantaggiu principali è lu sò costu rilativamenti àutu.
La margheritazzioni è un mètudu di cunnissioni rilativamenti novu ca nascìu nta l'anni ricenti. L'interfacci po cunvirtiri {\\displaystyle{2}}}} si cci sutti IP/s ppi 1Mb/s 'n signali diffirinziali e trasmèttili ccu lu cavu stortu-} e un trasfurmaturi sèmplici, vasciu{5}}}. Pir esempiu, li dispusitivi AFE dâ Tecnuluggìa Liniari (LTC6811) ponnu èssiri ‘ntircunnissi pì furmari nu BMS. Un trasfurmaturi nicu, vasciu{9}} scancia l'isulaturi di dati. Ntô latu principali dû micruprucissuri di cuntrollu, nu nicu IC (LTC6820) duna l'interfacci principali dû cuntrullaturi. Puru si è sèmplici na margherita unidirizziunali {\\display, la riti è sèmplici, lu fallimentu di qualegghiè nodu po nfruenzari la cumunicazzioni di tuttu lu sistema. Pirciò, fu sviluppata e applicata na margherita di aneḍḍu aneḍḍu, comu mustratu nnâ Figura 8{18}} }4, fu sviluppata e applicata nne prudutti BMS di novi pruduttura di novi veiculi di enirgìa comu Tesla. 'N cunfrontu a li cunnissioni di l'autobus CAN, la margherita{19}}}} è cchiù vasciu di costu e di grannizza cchiù nica, ma havi na scalabbilità scarsa, un nùmmaru massimu di nodi limitati e difficultà a manijari li prubblemi di gistioni dî battirìi nta scinari cchiù cumplessi comu sistemi di archiviazzioni enirgètica a larga scala.
Funzioni di basi
Giniralmenti, li funzioni di basi di nu Sistema di Gistioni dâ Battirìa (BMS) nchiùjinu: acquisizzioni di dati, stima dû statu dâ battirìa, gistioni di l'enirgìa, gistioni dâ sicurizza, gistioni termica, cuntrollu di l'equalizzazzioni, funzioni di cumunicazzioni e umanu-}. La figura 8-5 mustra un diagramma funziunali di un sistema di gistioni dâ battirìa.
L'acquisizzioni dî dati è la basi di tutti l'arguritmi e li cuntrolli nna nu Sistema di Gistioni dî Battirìi (BMS). Pirciò, lu tassu di campiunamentu, l’accuratizza e li carattirìstichi pri-- sunnu nnicatura cruciali ca nfruènzanu lu rinnimentu dû sistema dâ battirìa. Lu tassu di acquisizzioni dî dati è ditirminatu dû scinariu e dâ funzioni. Pir esempiu, cu n’alimentaturi ri backup, u tassu ri acquisizzioni ri dati pò èssiri vasciu comu nu quatru ogni 10 sicunni o macari ô minutu; mentri pi l'uggetti ca càncianu na currenti ca càncianu rapidamenti (comu li veiculi), li dati s'ànnu a acquisiri armenu na vota ogni 1 sicunnu, cu na certa sicurizza{6}} ca richièdunu friquenzi di campiunamentu vasciu nzinu a 100 ms o 10 ms.
2. Stima dû Statu dâ Battirìa
A stima dû statu dâ batteria cumprenni principalmenti dui aspetti:Statu di l'Accasioni (SOC)eStatu dâ Saluti (SOH). SOC carattirizza la càrrica attuali dû pacchettu dâ battirìa e è la basi pi stimari l'intervallu di guida di nu veiculu elèttricu. Lu SOH è nu paràmitru usatu pi rapprisintari la durata ristanti dâ battirìa e autri cunnizzioni di saluti.
La gistioni di l'enirgìa garantisci ca lu output e l'input di l'enirgìa riali- tempu dâ battirìa nun supiranu la capacità di purtari la battirìa e lu sistema. ‘n rialtà, a capacità ri càrrica/di scaricamentu ri battirìa è ‘nfluenzata dâ timpiratura, dû SOC e dû SOH, ntra avutri fattura. Ô stissu tempu, a liveḍḍu di sistema, s'ànnu a evitari li rìsichi comu lu surriscaldamentu e lu fusu dû circùitu. Pirciò, la gistioni di l'energìa è nu prucessu di cuntrollu glubbali usannu la currenti, la tinzioni, la timpiratura, lu SOC e lu SOH comu input.
Munificari la tinzioni dâ battirìa, la currenti e la timpiratura pi èssiri sicuri ca nun supiranu li gammi nurmali. Lu BMS mudernu (Sistema di Gistioni dâ Battirìa) nun sulu cuntrulla l'interu paccu dâ battirìa, ma duna macari nu cuntrollu raffinatu ncapu a cunnizzioni di cèlluli nnividuali estremi comu la carica eccessiva, supra la càrrica eccessiva, supra lu{1}} discharge e supra la timpiratura.
Rinfriscari la battirìa quannu la sò timpiratura di funziunamentu è troppu auta e lu scalda quannu casca sutta lu limiti cchiù vasciu dâ so timpiratura di funziunamentu adattu pi mantèniri la battirìa nnô so ranghi di funziunamentu uttimali e mantèniri l'equilìbbriu di timpiratura ntra li cèlluli nnividuali duranti l'upirazzioni. La gistioni termica è 'n particulari nicissariu pi li batteri usati sutta lu scaricamentu di putenza auta e l'àutu-}.
6. Cuntrollu di bilanciu
Li ncuirenzi nnî pristazzioni dâ battirìa ponnu purtari a na diminuzzioni dû rinnimentu cumplessivu dû pacchettu dâ battirìa e macari li rischi di sicurizza. Li circùiti di bilanciu su' nstallati ntra li singuli cèlluli dû pacchettu di battirìi pi èssiri sicuri ca li cunnizzioni di càrrica e scaricamentu di ogni cellula nnividuali su' cchiù coerenti possibbili, migghiurannu accussì lu rinnimentu cumplessivu dû pacchettu di battirìi.
Na funzioni cruciali di nu sistema di gistioni dâ battirìa (BMS) è di cunsentiri la cumunicazzioni di paràmitri e nfurmazzioni cu dispusitivi a bordu o oscillati, dannu dati pû cuntrollu di càrrica/scarica e lu cuntrollu dû veiculu. A sicunna di l'applicazzioni, lu scanciu di dati po usari diversi ntirfacci di cumunicazzioni, comu li signali analoggici, li signali PWM, l'autobus CAN o li ntirfacci seriali I2C.
8. Umana- Ntirfacci dî màcchini (HMI)
Lu HMI è l'interfacci ntirmidiària pi l'omu -}} . Usa dispusitivi di input e output apprupriati pi cunsentiri efficacimenti lu dialugu e li ntirazzioni ntra l'umani e li màchini ca òpiranu. Nna nu BMS, l'HMI nchiudi tasti di nfurmazzioni e cuntrollu e manubbri, cunfigurati sicunnu li riquisiti di pruggettazzioni.
