Verschillende soorten BMS-architecturen: gecentraliseerde, modulaire en gedistribueerde

Op het moment dat de nieuwe energiesector bloeit, is het batterijbeheersysteem (BMS) het kerncomponent van het batterijstelsel.De architectuur speelt een cruciale rol in de prestaties.BMS-architecturen zijn momenteel hoofdzakelijk onderverdeeld in drie soorten: gecentraliseerde, modulaire en gedistribueerde.Elke architectuur heeft zijn eigen unieke kenmerken en toepasselijke scenario'sHet volgende zal in detail worden besproken.

Gecentraliseerde BMS-architectuur

Definitie en structuur

Een gecentraliseerd BMS centralizeert alle besturings- en beheersfuncties in één hoofdbesturingsunit, en meestal bewaakt en beheert één hoofdbesturingsbord het volledige batterijpakket.De hoofdbesturingsunit verbindt elke batterijcel via de opnamelijn, verzamelt spanning, temperatuur en andere gegevens en voert een evenwichtig beheer en bescherming uit volgens de vooraf ingestelde beheersstrategie.

Voordeel

• Eenvoudige structuur en lage kosten:Alle functies zijn geconcentreerd in één controller, het hardwareontwerp is eenvoudig en de productiekosten zijn laag.elektrische fietsen, enz.
• Gemakkelijk te onderhouden en te upgraden:Er is slechts één hoofdbesturingseenheid vereist, onderhoud en upgrade is gemakkelijker.
• Dataset, gemakkelijk te analyseren:Alle batterijgegevens worden in één controller verwerkt, waardoor het eenvoudig is om een uniforme analyse en besluitvorming uit te voeren.

Nadelen

• Slechte betrouwbaarheid:Het risico op een enkele storing is groot en als de hoofdbesturingsauto uitvalt, kan het hele systeem worden uitgeschakeld.
• Complexe communicatielijnen:Er zijn veel communicatielijnen in gecentraliseerde BMS, die gevoelig zijn voor interferentie en onstabiele signaaloverdracht.
• Slechte schaalbaarheid:Niet geschikt voor toepassingen met grote capaciteit of grote batterijpakketten.

Distribueerde BMS-architectuur

Definitie en structuur

Een gedistribueerd BMS verdeelt besturings- en beheerfuncties over meerdere controllers, die elk verantwoordelijk zijn voor het beheer van een of meer batterijcellen.De hoofdcontrole-eenheid is verantwoordelijk voor de coördinatie van de werking van elke slavencontrole-eenheid om een gedistribueerde beheerarchitectuur te vormen.

Voordeel

• Hoge betrouwbaarheid:Bij een gedistribueerde structuur heeft een storing van de regelaar geen invloed op de werking van het gehele systeem en is het risico op een enkele storing van het systeem gering.Het is geschikt voor scenario's zoals grote elektrische voertuigen, hybride voertuigen, brandstofcelvoertuigen en grootschalige energieopslagsystemen waarvoor hoge betrouwbaarheidseisen gelden.
• Eenvoudige communicatielijn:de communicatiebelasting is verdeeld en heeft een sterke anti-interferentie-capaciteit.
• Goede schaalbaarheid:De batterijcellen zijn geschikt voor batterijpakketten met een grote capaciteit en kunnen naargelang de vraag worden verhoogd of verlaagd.

Ontlasting

• Complexe structuur en hoge kosten:Elke batterijcel vereist onafhankelijke monitorings- en besturingsmodules, en het hardware- en softwareontwerp is complex en de kosten hoog.
• Onderhoud en upgrade is moeilijk:In een gedistribueerde structuur vereist het onderhoud en de upgrade van elke controller een hogere technische ondersteuning.
  Gegevens zijn verdeeld en moeilijk te analyseren: de gegevens zijn verdeeld over meerdere controllers en er is een verenigd communicatieprotocol en een dataverwerkingsalgoritme nodig.

Modulaire BMS-architectuur

Definitie en structuur

Een modulair BMS is een oplossing tussen gecentraliseerd en gedistribueerd.terwijl modules met gedistribueerde architectuur voor communicatie en coördinatie.

Voordeel

• Hoge flexibiliteit:Het modulaire ontwerp kan het aantal en de functie van de modules flexibel aanpassen volgens de vereisten en is geschikt voor middelgrote en grote batterijpakketten.met name scenario's waarin flexibiliteit en schaalbaarheid vereist zijn, zoals hybride voertuigen, energiespeelsystemen voor het net en slimme nettoepassingen.
• Sterke schaalbaarheid:de uitbreiding van batterijpakketten met een grote capaciteit ondersteunt met behoud van een zekere kosteneffectiviteit.
  Gemakkelijk te onderhouden: elke module werkt onafhankelijk en kan tijdens onderhoud en upgrades afzonderlijk worden behandeld zonder dat dit van invloed is op het hele systeem.

Nadelen

• De structuur is relatief complex:Het modulaire BMS combineert de kenmerken van gecentraliseerd en gedistribueerd, en het hardware- en softwareontwerp is relatief complex.
• Hogere kosten:Hoewel de kosten lager zijn dan die van gedistribueerde BMS's, zijn ze nog steeds hoger dan die van gecentraliseerde BMS's.
  De communicatiecoördinatie is moeilijk: communicatie en coördinatie tussen modules vereisen een efficiënte protocolondersteuning, anders kan dit van invloed zijn op de systeemprestaties.

Vergelijking van drie architecturen

Samenvatting en selectievoorstellen

Bij de keuze van een BMS-architectuur moeten gebruikers de specifieke toepassingsscenario's en behoeften afwegen:

• Gecentraliseerde BMS:Geschikt voor kleine, eenvoudige batterijsystemen zoals elektrische gereedschappen, slimme huizen, elektrische fietsen en kleine energieopslagsystemen, is het goedkoop en eenvoudig te onderhouden.
• Distribueerd BMS:geschikt voor grote en complexe batterijsystemen, zoals grote elektrische voertuigen, hybride voertuigen, brandstofcelvoertuigen en grootschalige energieopslagsystemen,een hogere betrouwbaarheid en schaalbaarheid bieden, maar met hogere kosten.
• Modulair BMS:houdt rekening met de voordelen en nadelen van gecentraliseerde en gedistribueerde batterijen en is geschikt voor middelgrote en grote batterijpakketten die behoefte hebben aan flexibiliteit en schaalbaarheid,zoals hybride voertuigen, energiespeelstelsels en slimme nettoepassingen.

In de toekomst zullen de architectonische vormen van BMS, met de voortdurende ontwikkeling van nieuwe energietechnologie, ook meer worden gediversifieerd om aan de behoeften van verschillende scenario's te voldoen.