Optimiser l’efficacité énergétique grâce à la conception avancée d’un système de gestion de batterie Plus que jamais, une conception de système de gestion de batterie fiable et sophistiquée est essentielle en raison du besoin croissant d’efficacité énergétique et de stockage d’énergie renouvelable dans le monde entier. La longévité et les performances des batteries sont augmentées par un système de gestion de batterie (BMS) bien conçu, qui garantit également leur fonctionnement sûr et efficace. Nous vous donnerons un aperçu de la conception d’un système de gestion de batterie, y compris son idée, son architecture, son fonctionnement, ses applications et ses caractéristiques essentielles, ainsi que des solutions performantes. Architecture et composants de la conception d’un système de gestion de batterie La structure d’un système de gestion de batterie se compose généralement de : Unité de surveillance : Mesure les données de tension, de courant et de température des cellules individuelles. Unité de contrôle : Traite les données des capteurs et gère la logique du système à l’aide de microcontrôleurs. Module de communication : Interfaces avec des systèmes externes (par exemple, calculateurs de véhicules, plates-formes cloud) via CAN, RS485, Bluetooth ou 4G. Module de protection : Permet une déconnexion ou une intervention rapide en cas de panne. Unité d’équilibrage : Assure des niveaux de charge uniformes dans toutes les cellules. Les algorithmes logiciels intégrés de ces composants effectuent des tâches d’optimisation en temps réel, d’estimation de l’état et de diagnostic. Concepts de base pour la conception d’un système de gestion de batterie Le terme "système de gestion de batterie ... - AYAA TECHNOLOGY CO., LTD
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Aujourd’hui plus que jamais, une conception fiable et sophistiquée du système de gestion des batteries est essentielle en raison du besoin croissant d’efficacité énergétique et de stockage des énergies renouvelables dans le monde entier.
La longévité et les performances des batteries sont augmentées par un système de gestion de batterie bien conçu (BMS), ce qui garantit également leur fonctionnement sûr et efficace.
Nous vous donnerons un aperçu de la conception d’un système de gestion de batterie, y compris son idée, son architecture, son fonctionnement, ses applications et ses caractéristiques essentielles, ainsi que des solutions performantes.
La structure d’un système de gestion de batterie se compose généralement de :
Unité de surveillance: Mesure les données de tension, de courant et de température des cellules individuelles.
Unité de contrôle: Traite les données des capteurs et gère la logique du système à l’aide de microcontrôleurs.
Communication Module: Interfaces avec des systèmes externes (par exemple, calculateurs de véhicules, plates-formes cloud) via CAN, RS485, Bluetooth ou 4G.
Protection Module: Permet une déconnexion ou une intervention rapide en cas de panne.
Unité d’équilibrage: Assure des niveaux de charge uniformes sur toutes les cellules.
Les algorithmes logiciels intégrés de ces composants effectuent des tâches d’optimisation en temps réel, d’estimation de l’état et de diagnostic.
Le terme « conception d’un système de gestion de batterie » décrit la procédure d’ingénierie approfondie utilisée pour créer du matériel et des logiciels pour la surveillance, la protection et l’optimisation du système de batterie.
Tout système ou appareil qui utilise des batteries rechargeables a besoin d’un BMS, mais cela est particulièrement vrai pour les applications à haute énergie comme les systèmes de stockage d’énergie, les voitures électriques et les appareils portables.
Les principaux objectifs de la conception d’un système de gestion de batterie sont les suivants :
Surveillance en temps réel de la tension, du courant et de la température.
Protection contre la surcharge, la décharge excessive et la surchauffe.
Estimation précise de l’état de charge (SOC), l’état de santé et l’état de puissance.
Équilibrage cellulaire actif ou passif.
Pour garantir la sécurité et l’efficacité, la conception d’un BMS nécessite une évaluation minutieuse de la chimie de la batterie, de la configuration du système (cellules série/parallèle) et des interfaces de communication.
Une série de procédures intelligentes qui surveillent et régulent en permanence l’activité de la batterie constituent la base de la conception d’un système de gestion de batterie :
Acquisition de données: Les capteurs de température, de tension et de courant collectent les données de fonctionnement de chaque cellule de batterie en temps réel.
Traitement des données: Des algorithmes tels que le filtrage de Kalman ou les réseaux neuronaux analysent ces données pour estimer des paramètres clés tels que le SOC, le SOH et le SOP.
Contrôle de l’équilibrage: Si les cellules présentent un déséquilibre, le BMS déclenche un équilibrage actif ou passif pour égaliser la distribution d’énergie.
Gestion de la charge et de la décharge: Le BMS ajuste les paramètres de charge et de décharge pour éviter les dommages et optimiser l’efficacité.
Gestion thermique: Les capteurs de température fonctionnent avec des mécanismes de chauffage ou de refroidissement pour maintenir un environnement thermique optimal.
Communication et retour d’information: Le système transmet des données en temps réel à une interface utilisateur ou à un système de surveillance à distance à des fins de diagnostic et de contrôle.
Dans toute une gamme d’applications alimentées par batterie, ce procédé fiable garantit l’économie d’énergie, la stabilité opérationnelle et la sécurité.
Les applications de la conception de systèmes de gestion de batteries se trouvent dans de nombreux secteurs et domaines technologiques différents :
Véhicules électriques (VÉHICULES ÉLECTRIQUES): Une portée plus longue, des performances améliorées et une protection contre les environnements difficiles sont toutes rendues possibles par le BMS, qui est essentiel au fonctionnement sûr et efficace des gros blocs-batteries.
Stockage d’énergie renouvelable: BMS garantit que l’énergie est effectivement stockée et livrée pendant les périodes de forte demande et préserve les meilleures performances possibles des batteries dans les projets d’énergie solaire et éolienne.
Électronique grand public: Les modules BMS compacts sont utilisés dans les ordinateurs portables, les tablettes et les smartphones pour protéger la batterie et augmenter la longévité de l’appareil.
Systèmes de sauvegarde industriels: Des conceptions BMS solides sont essentielles pour les onduleurs et autres systèmes de secours vitaux afin de garantir une réaction rapide et un fonctionnement fiable.
Équipement médical: Lorsqu’il s’agit de dispositifs médicaux alimentés par batterie, un BMS de haute précision est essentiel.
Systèmes hors réseau: Pour l’indépendance et la fiabilité énergétiques, des conceptions de BMS intégrées à l’énergie solaire sont nécessaires pour les micro-réseaux et les systèmes électriques isolés.
Les composants cruciaux suivants sont présents dans la conception d’un système de gestion de batterie avancé :
Détection de haute précision: Capteurs de tension, de courant et de température à faible dérive et réponse rapide.
Algorithmes intelligents: Méthodes améliorées par l’IA pour l’estimation du SOC et du SOH.
Protection complète: Protection contre les courts-circuits, les surintensités, les surchauffes, etc.
Équilibrage actif: Redistribution efficace de l’énergie entre les cellules.
Flexibilité de communication: interfaces CAN, BLE, 4G et GPS pour la surveillance et le contrôle en temps réel.
Avec un courant nominal allant jusqu’à 300 A, ce système de gestion de batterie haute performance fonctionne avec des configurations 7S à 24S.
Il offre une gestion précise de la température, un équilibrage actif et une variété de méthodes de communication (CAN/RS485).
En raison de son adaptabilité, il est parfait pour les applications de véhicules électriques à forte demande, le stockage solaire et les chariots élévateurs.
Avec une petite taille de 165 x 123 x 30 mm avec communication RS485, CAN, BLE, 4G et GPS, ce BMS est conçu pour les systèmes de batterie de taille moyenne.
L’équilibrage actif, un chauffage intégré, un courant continu de 200 A et des choix d’affichage intelligent sont tous pris en charge.
Parfait pour les solutions de stockage hybrides et les systèmes d’énergie mobiles.
Ciblant les batteries solaires et automobiles hautes performances, l’AY-L16S200A-ES003 combine une protection à réponse rapide avec une surveillance intelligente.
Il est idéal pour les applications énergétiques de moyenne à haute tension et offre un compromis entre efficacité et petite taille.
Les ingénieurs doivent surmonter un certain nombre d’obstacles techniques pour garantir les performances et la fiabilité à long terme, même si la conception des BMS est essentielle pour l’efficacité énergétique et la sécurité :
Gestion thermique dans des environnements extrêmes: Les BMS doivent préserver la stabilité thermique aussi bien dans les applications extérieures à basse température que dans les systèmes industriels à haute température.
Nos innovations réduisent le risque de surchauffe et de congélation en combinant un contrôle prédictif basé sur l’IA avec des thermistances NTC à haute sensibilité.
Évolutivité et modularité: Des solutions BMS évolutives sont nécessaires pour les systèmes énergétiques modernes, en particulier dans les applications solaires et de véhicules électriques.
Les topologies modulaires, telles que distribuées ou maître-esclave, sont prises en charge par la conception de notre système de gestion de batterie pour gérer des configurations multi-séries, telles que les structures 7S-24S et 4S-10S.
Communication en temps réel et intégration dans le cloud: Les mises à jour à distance et les diagnostics en temps réel sont cruciaux à mesure que la numérisation se développe.
Utilisant les technologies RS485, CAN, BLE, 4G et GPS, nos systèmes BMS offrent un transfert de données rapide, sûr et adaptable.
Nos solutions de conception de systèmes de gestion de batterie personnalisées chez Ayaa Technology sont basées sur la performance, la sécurité et l’innovation.
Notre personnel d’ingénierie offre une assistance technique dans le monde entier, des services de conception complets et des conseils professionnels.
Notre entreprise fournit une conception optimale de systèmes de gestion de batterie pour une variété d’industries avec plus de 20 ans d’expérience en ingénierie et une couverture de service mondiale aux États-Unis, en Allemagne et au Japon.
Nos modèles phares démontrent un savoir-faire approfondi dans la recherche d’un équilibre entre l’intelligence logicielle et la robustesse matérielle :
AY-L24S300A-ES001 (7S À 24S): utilise les protocoles RS485/CAN et fournit une capacité de courant constant de 300A.
Parfait pour les systèmes de stockage haute puissance et les véhicules électriques industriels.
AY-L10S200A-ES002 (4S À 10S):Un module très flexible qui prend en charge la 4G, le GPS et le BLE.
Avec une très faible consommation d’énergie en veille (≤150uA), il dispose d’une protection supérieure, d’un équilibrage actif et de capacités de chauffage.
AY-L16S200A-ES003 (8S À 16S): Avec une large plage de températures de fonctionnement de -40°C à +85°C et la prise en charge d’algorithmes SOC/SOH intelligents, il est conçu pour le stockage d’énergie et la mobilité électrique.
Q :Quel est le processus du système de gestion de batterie ?
R : Un ensemble de cellules de batterie disposées électriquement dans une configuration matricielle rangée x colonne pour permettre la fourniture d’une plage ciblée de tension et de courant pendant une durée déterminée par rapport aux scénarios de charge attendus est appelé système de gestion de batterie (BMS).
Q : Quelle est la structure de base de BMS ?
R : Trois circuits intégrés (CI) constituent généralement le composant central d’un BMS complet pour les basses ou moyennes tensions : une jauge de carburant, un microcontrôleur (MCU) et un frontal analogique (AFE).
Q :Quels sont les composants d’un système de gestion de batterie ?
R :La majorité des composants de détection dans BMS sont des capteurs de température, de tension et de courant.
Des conceptions intelligentes, connectées au cloud et extrêmement efficaces sont la voie de l’avenir pour la conception d’un système de gestion de batterie alors que la demande d’e-mobilité et d’énergie renouvelable ne cesse d’augmenter.
Pour être le fer de lance de ce changement, notre équipe R&D développe constamment des plateformes BMS de nouvelle génération avec des capacités d’auto-réparation, de diagnostic et d’apprentissage automatique.
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