カスタマイズされた48Vボルトバッテリー管理システムとBMS - AYAAサプライヤー

中国の大手メーカーであるAYAAは、高品質の48Vバッテリー管理システムと48VBMSソリューションを提供しています。卸売オプション、OEM / ODMサービス、および産業用アプリケーション向けの信頼性の高い製品供給を提供しています。

48Vバッテリー管理システムの探求:新エネルギー車とエネルギー貯蔵システムのインテリジェントコア

新エネルギー車やエネルギー貯蔵システムの急速に進化する今日の状況において、48Vバッテリー管理システム(BMS)はバッテリーパックの「インテリジェントな頭脳」として機能し、業界の注目の的となっています。従来の12Vシステムと比較して、48Vバッテリー管理システムは優れた出力と費用対効果を提供し、マイルドハイブリッド電気自動車(MHEV)、電動二輪車、エネルギー貯蔵ステーションで広く使用されています。これらのシステムは、電圧、電流、および温度パラメータを継続的に監視することにより、充電状態(SOC)と健康状態(SOH)を最適化し、効率的な運用と安全性の向上を保証します。

アクティブバランシングやワイヤレス通信などの高度なテクノロジーの統合により、48V BMSはバッテリー寿命の延長とシステムの柔軟性の向上に優れています。マイルドハイブリッド車に電力を供給して燃料消費を削減したり、再生可能エネルギー貯蔵システムをサポートしたりする場合でも、48Vバッテリー管理システムはグリーンエネルギーテクノロジーの広範な採用を推進しています。この包括的なガイドでは、国内大手メーカーであるAYAA Technologyのコア機能、設置手順、最新の技術動向、および利点を探り、この重要なテクノロジーがエネルギー変革をどのように促進するかについての完全な洞察を提供します。

48Vバッテリー管理システムの理解

48Vバッテリー管理システムは、48Vバッテリーパック専用に設計された高度な電子制御システムで、安全な動作、最適なパフォーマンス、および長寿命を実現するように設計されています。これらのシステムは、バッテリー状態のリアルタイム監視、充放電プロセスの最適化、過電圧、過電流、または過熱リスクに対する保護を通じて、電気自動車、ハイブリッド車、およびエネルギー貯蔵システムに幅広く応用されています。

48Vバッテリ管理システムの主な目的は、インテリジェントな管理を通じてさまざまな動作条件で最適なバッテリ性能を維持すると同時に、システムの安全性と信頼性を向上させることです。

なぜ48V BMSが必要なのですか?

安全性の向上:電圧、電流、温度のリアルタイム監視により、バッテリーの過充電、過放電、または短絡を防ぎ、火災や爆発のリスクを大幅に低減します。

効率の最適化:正確なSOC推定により、効率的なエネルギー利用が保証され、エネルギーの浪費が最小限に抑えられます。

寿命の延長:バランスの取れた管理と温度制御により、これらのシステムはバッテリーの経年劣化を遅らせ、動作寿命を延ばします。

主な違い:48V BMSと12V /高電圧BMS

48Vバッテリー管理システムテクノロジーは、設計とアプリケーションの点で、従来の12V BMSまたは高電圧BMSシステム(電気自動車で一般的に使用される200V〜400Vシステムなど)とは大きく異なります。

1.電圧範囲:48V BMSは、低電圧12Vシステムと高電圧システムの間に位置する48ボルトバッテリーパック用に特別に設計されているため、マイルドハイブリッド車や中規模のエネルギー貯蔵システムに最適です。

2.アプリケーションシナリオ:12V BMSは主に従来の自動車用スターターバッテリーに使用されますが、48V BMSはハイブリッド車や電動二輪車によく見られますが、高電圧BMSは純粋な電気自動車の大型バッテリーパックに役立ちます。

3.複雑さのバランス:48V bmsは、低電圧システムのコスト優位性と高電圧システムの技術要件との間の最適なバランスを取り、適度な設計の複雑さを維持します。

4.安全要件:12Vシステムと比較して、48V BMSは強化された安全保護メカニズムを必要としますが、高電圧BMSよりも低い絶縁および絶縁要件を維持し、コストをより管理しやすく保ちます。

48Vバッテリー管理システムのコア機能

48ボルトのバッテリー管理システムのコア機能は、バッテリーの状態を監視、管理、保護して、さまざまなシナリオで安全で効率的な動作を確保することに重点を置いています。

主な機能

SOC(State of Charge)推定:高度なアルゴリズムがバッテリー残量を正確に計算し、ユーザーが利用可能な電力を理解するのに役立ちます。

SOH(State of Health)モニタリング:バッテリーの経年劣化レベルを評価し、残りの耐用年数を予測します。

SOP(State of Power)予測:現在の条件下での最大電力出力能力を決定し、システムパフォーマンスを最適化します。

バランス管理:アクティブまたはパッシブバランシング技術を通じて、個々のセル間の電圧差を調整し、容量の不均衡を防ぎます。

障害診断と保護:過電圧、過電流、過熱、およびその他の異常状態をリアルタイムで検出し、リレーの切断などの保護メカニズムをトリガーします。

バッテリーバランシングの実装

1.個々のセルの監視:BMSは、センサーを介して各バッテリーセルから電圧データを継続的に収集します

2.電圧差の識別:個々のセル電圧がプリセットされたしきい値を超えているかどうかを分析します

3. バランシングの実行:

• パッシブバランシング:抵抗性負荷を通じて高電圧セルからエネルギーを放散します
• アクティブバランシング:高電圧セルから低電圧セルにエネルギーを転送します

4.バランス検証:電圧差を継続的に監視して、バランスの取れたバッテリーパックの状態を確保します

48V BMS アーキテクチャのタイプ

48Vバッテリ管理システムは、主に2つのアーキテクチャアプローチを利用しており、それぞれが特定のアプリケーションに対して独自の利点を提供します。

一元化されたアーキテクチャ

• 特徴:すべての監視、計算、および制御機能は、バッテリーパックに接続された単一のBMSモジュールに統合されています。
• 利点:低コストで、小型バッテリーパックに適しています。メンテナンスが簡単な簡素化されたハードウェア設計。
• 短所:スケーラビリティが制限された大型バッテリーパックの複雑な配線。
• アプリケーション:小型電気自動車またはエネルギー貯蔵システム。

分散アーキテクチャ

• 特徴:監視および制御機能は、マスターモジュールによって調整された複数のスレーブモジュールに分散されています。
• 利点: より柔軟な配線で、大型または複雑なバッテリーパックに適しています。モジュラー設計により、拡張とメンテナンスが容易になります。
• 短所:より複雑なシステム設計でコストが高くなります。
• アプリケーション:ハイブリッド車または大規模なエネルギー貯蔵システム。

高度なバランシング技術

パッシブバランシング

• 動作原理:高電圧セルから余分なエネルギーを抵抗素子を介して熱として放散し、電圧を他のセルに整列させます。
• 利点:低コストでシンプルな回路設計。小型または予算重視のバッテリーパックに簡単に実装できます。
• 短所:効率の低下と熱負荷の増加による熱放散によるエネルギーの浪費。

アクティブバランシング

• 動作原理:インダクタ、コンデンサ、またはDC-DCコンバータを介して高電圧セルから低電圧セルにエネルギーを転送し、エネルギーの再利用を可能にします。
• 利点:廃棄物を削減した高いエネルギー利用効率。大型バッテリーパックや高効率アプリケーションに適しています。
• 短所:コストが高い複雑な回路。

通信技術

48V BMSシステムは、車両コントローラーやエネルギー貯蔵管理システムなどの外部デバイスとデータを交換するために、さまざまな通信方法を採用しています。

CANバス通信

• 特徴: コントローラエリアネットワーク(CAN)は、自動車および産業用アプリケーションで広く使用されている信頼性の高い通信プロトコルです。
• 利点:強力な干渉抵抗を備えた安定したデータ伝送。複雑なシステムのマルチノード通信をサポートします。
• 短所:専用の配線が必要なため、システムの複雑さが増します。

デイジーチェーン通信

• 特徴: バッテリーセル監視モジュールは直列に接続し、データを順番に渡します。
• 利点:配線が簡素化され、分散BMS アーキテクチャに適しています。
• 短所:通信速度が遅くなります。シングルポイント障害はチェーン全体に影響を与える可能性があります。

ワイヤレスBMS

• 特徴:Wi-Fi、Bluetooth、または専用のワイヤレスプロトコルを介したデータ伝送。
• 利点:物理的な配線が削減され、システムの柔軟性が向上します。メンテナンスと拡張が容易です。
• 短所:潜在的な電磁干渉。信頼性の高い通信保証が必要です。

主要なアプリケーションシナリオ

マイルドハイブリッド電気自動車(MHEV)

48Vシステムは、マイルドハイブリッド車に補助電力を供給し、アイドリングストップシステム、エネルギー回収、および燃料効率を向上させるための電気ブーストをサポートします。48Vバッテリー管理システムは、高周波充放電サイクル中のバッテリーの安定性を確保し、耐用年数を延ばします。

電動二輪車

48ボルトのバッテリーシステムは、電動自転車やスクーターに高出力を提供し、中高級モデルに適しています。BMSはバッテリー性能を最適化し、長距離走行中のユーザーの安全性と航続距離を確保します。

エネルギー貯蔵システム

48V BMSは、住宅用または商業用のエネルギー貯蔵システムのバッテリーパックを管理し、再生可能エネルギーの貯蔵と放出をサポートします。これらのシステムは、正確なSOCおよびSOHモニタリングを通じて、貯蔵効率を最適化します。

エネルギー貯蔵ステーションにおける役割

1.エネルギー貯蔵ステーションでは、48 48ボルトのバッテリー管理システムがコアコンポーネントとして機能し、バッテリーパックの動作を管理し、エネルギー貯蔵、放出、およびシステムの安全性の最適化を担当します。

2. エネルギー管理: SOC および SOP の推定を通じて、バッテリーの充放電戦略を最適化し、効率的なエネルギー利用を実現します。

3.システム保護:リアルタイムのバッテリー状態監視により、過充電、過放電、または過熱を防ぎ、システム障害のリスクを軽減します。

4.データインタラクション:通信インターフェースを介してステーション制御システムと通信し、インテリジェントなスケジューリングのためのバッテリーステータスデータを提供します。

5.寿命の最適化:バランス管理と温度制御により、バッテリーの経年劣化を遅らせ、ステーションの運用サイクルを延長します。

選択基準と主要パラメータ

適切な48Vバッテリ管理システムを選択するには、いくつかの重要なパラメータを慎重に検討する必要があります。

• 電圧範囲: BMS が 48V バッテリー パックの電圧範囲(リチウムイオンまたは LiFePO4 バッテリーの場合は通常48.4V から 4V) をサポートしていることを確認します。
• 電流容量:アプリケーションシナリオに基づいて適切な電流定格を選択します。電動二輪車には50A〜100Aが必要な場合がありますが、エネルギー貯蔵システムには200A以上が必要な場合があります。
• バランシング方法:アクティブバランシング(エネルギー伝達)またはパッシブバランシング(エネルギー散逸)のいずれかを選択します。アクティブバランシングは効率が高くなりますが、コストが増加します。
• 通信プロトコル: BMS がシステム要件に一致するために必要な通信インターフェイス (CAN、RS485、またはワイヤレス) をサポートしていることを確認します。
• 安全機能:ISO 26262安全規格に準拠した、過電圧、過電流、過熱、および短絡保護機能の包含を確認します。

インストールおよび設定ガイド

ステップバイステップのインストールプロセス

1.準備:BMSモデルがバッテリーパック(リチウムイオンまたはLiFePO4)と互換性があることを確認します。バッテリーパックの直列並列構成がBMS仕様と一致することを確認します。

2.物理的な設置:BMSを適切な換気でバッテリーパックの近くに取り付けます。バランスワイヤーを個々のバッテリーセルに接続し、正しい順序を確保します。

3.通信設定:システム要件に従って、CAN、RS485、またはBluetoothモジュールを外部コントローラーまたは監視デバイスに接続します。

4.初期設定:電源を入れる前に、マルチメーターを使用してすべての接続ポイントを確認します。過電圧保護や低電圧保護などの重要なパラメータを構成します。

5.機能テスト:完全な充放電サイクルを実行して、SOCの計算とバランス機能を確認します。異常な状態をシミュレートして、BMS保護メカニズムをテストします。

最新の技術進歩

シングルチップBMS

特長:高集積チップ(インフィニオンのチップセットなど)は、電圧集録、電流検出、バランシング、通信機能を1つのチップに組み合わせています。

利点: コンパクトなアプリケーションのための回路基板サイズの縮小。検出精度の向上(±0.025V電圧精度)。スリープモードのサポートにより消費電力が削減されます。

ワイヤレスBMSテクノロジー

• 特徴:Wi-Fi、Bluetooth、または専用の無線プロトコルを介したデータ伝送で、従来の有線接続を置き換えます。
• 利点:配線の複雑さを軽減し、設置の柔軟性を向上させます。リモート監視サポートとOTAファームウェアの更新。電磁干渉耐性の強化。
• 課題:無線信号の安定性とデータセキュリティの確保。

新エネルギー車の今後の動向

新エネルギー車における48Vバッテリーマネジメントシステムの未来は、有望な進展を示しています。

1. AI統合:BMSは、リアルタイムのSOCおよびSOH最適化のための機械学習アルゴリズムを組み込み、予知保全機能によりエネルギー利用効率を向上させます。

2. モジュール化と標準化: モジュール式BMS設計は、さまざまな車両要件に適応するさまざまな直列並列構成をサポートし、業界標準は普遍化を促進します。

3.無線通信の普及:無線BMSは、主流の通信方法としてCANバスシステムを徐々に置き換え、システムの柔軟性を高めます。

4. ハイパワーサポート: MHEV で 48V システムが普及するにつれて、BMS は電気昇圧およびエネルギー回収アプリケーション向けに高電流(300A+) をサポートします。

国内大手メーカー:AYAAテクノロジー

AYAA Technology(ayaatech.com)は、高品質の製品と包括的なOEM / ODMサービスを通じて市場での認知度を獲得し、国内の大手48V BMSサプライヤーとしての地位を確立しています。

• 製品範囲:13Sから15S 48V BMSを提供し、50Aから200Aの容量をサポートし、リチウムイオンおよびLiFePO4バッテリーと互換性があります。
• 技術的能力:高精度の電圧検出(±0.025V)と急速短絡保護(250-500μs)をサポートします。CAN、RS485、およびBluetooth通信オプションを提供します。
• カスタマイズサービス:産業、エネルギー貯蔵、新エネルギー車のアプリケーション向けにカスタマイズされたBMSソリューションを短納期(20〜35日)で提供します。
• 生産能力:年間生産能力は20,000台を超え、大規模プロジェクトの大量供給をサポートします。

48Vバッテリー管理システム技術は、その効率性、安全性、コスト優位性により、新エネルギー車やエネルギー貯蔵アプリケーションにおいて不可欠な役割を果たしています。SOC推定やバランス管理などのコア機能から、集中型および分散型のアーキテクチャ設計まで、48Vバッテリー管理システムは、正確な監視とインテリジェントな管理により、バッテリーの性能と寿命を大幅に向上させます。

アクティブバランシングやワイヤレスBMSなどの新興テクノロジーは、システムの効率と柔軟性をさらに最適化し、マイルドハイブリッド車やエネルギー貯蔵ステーションでの広範なアプリケーションは、グリーンエネルギーの変革において大きな可能性を示しています。標準化されたインストールおよび構成手順、迅速な障害解決機能、およびAYAA Technologyのようなメーカーの費用対効果の高いソリューションは、ユーザーに信頼性の高いサポートを提供します。

今後、AIの統合とモジュラー設計の普及により、48V BMSはインテリジェントで高出力のアプリケーションで革新を続け、新エネルギー車と再生可能エネルギーシステムに強力な勢いを注入し、エネルギー革命の重要な推進力として機能するでしょう。