储能系统如何方便及安全地管理电池组

锂离子和其他电池化学品不仅是汽车界的关键元素,而且主要用于储能系统。例如,千兆工厂每天可以从可再生发电中提取数兆瓦特小时的能源。我们如何解释超过24小时的能源网所承受的各种负担?这可以通过使用电池储能系统来实现。本文讨论了电池管理控制器解决方案及其在EPS开发和部署中的有效性。

离子电池挑战

需要一个电池管理系统来使用 离子CELL。由于锂离子电池可能是危险的,所以该电池是不可或缺的。如果充电过量,他们可以经历热失控和爆炸。如果过度释放,CELL内就会发生化学反应,从而永久性地影响其容纳电荷的能力。这两起案件都涉及以危险和昂贵的方式丢失电池。此外,由于锂离子电池通常被堆叠而形成电池组,所以需要一个电池组。充电堆叠的电池通常是通过应用与堆栈平行的恒流源进行的。然而,这也带来了平衡的挑战,即保持所有CELL处于同一充电状态的行为。我们怎样才能在电池堆中的任何一个电池不充电或过度放电的情况下完全充电或释放所有电池?平衡是一个好的房舍管理处的许多重要好处之一。房舍管理处的主要职能包括:

· 监测电池电压、电池温度和进出口电流等参数

· 用库仑计数器测量上述参数以及安培秒内的电荷和放电电流来计算电感。

· CELL平衡(被动),以确保所有CELL处于同一状态

BMS解决方案

模拟设备公司房舍管理处设备有一个广泛的家庭。例如Adbms1818,最适合 工业的的应用,可以测量电池堆的18个电池.需要一个单片机(单片机)来操作任何的AdbmsIC。单片机与该系统进行通信,接收测量数据,并进行计算以确定该系统和其他参数。虽然大多数单片机都可以与bms进行通信,但并非所有的都是合适的。具有广泛的处理能力的单片机是可取的。特别是当需要一个大的电池栈时(一些堆栈可以达到1500V,由多达32个Adbms18个S连接在一个雏菊链中),该系统反馈的数据可能很大。在这种情况下,在处理结果时,单片机必须有足够大的带宽来与系统中不同的管理系统综合控制系统进行通信。作为房舍管理处平台解决方案的一部分, MAX32626MKU有两个供应来源,通过一个电力路径控制器进行管理。电力路径控制器优先基于机上电源需求(连接外围设备和处理负载等)供应源。)。

大多数的ADI监控集成电路采用可堆叠的高电压系统架构,这意味着多个模拟前端(AFES)可以连接在一个雏菊链中。因此,被称为能量存储控制器单元的房舍管理处控制器板的主要特点之一是,它同时与多个AFES工作。

展示了典型的bms框图,其中的ces用蓝色突出显示。虽然该系统没有为功能安全应用程序进行优化,但用户可以实现保护电路和/或冗余,以达到某些安全完整性水平要求。

BMS控制器板硬件和软件

硬件信息

Adi的ESTS接口与各种各样的CBM设备(AFE,气体表,伊斯斯皮收发器)。房舍管理处控制器委员会硬件和组件的重点是:

· 板上单片机:ARM皮层M4MAX32626适用于储能应用。它在低功率下运行,并且在速度上优于其他系统,因为它有一个在96兆赫频率下运行的内部振荡器。在低功率模式下,它可以运行的速度低到4兆赫,以节省电源。它具有极好的电源管理功能,如600na低功率模式电流和启用实时时钟。MAX32626还容纳了各种各样的外围设备,包括SPI、UART、I。 2 C,1线接口,USB2.0,压水机,10位ADC等。该单片机中加入了具有先进安全功能的信任保护单元。

· 接口:拥有多个接口:

· IIC

· 在高压屏障上进行稳健和安全的信息传输

· 为板子供电并闪光单片机

· 用于单片机编程和调试的JTAG

· 连接器(能够更灵活地添加兼容板,如以太网屏蔽、传感器屏蔽板,甚至是原屏蔽)

· 等离子收发器:2× LTC6820 在雏菊链上使用单个雏菊链来实现与管理系统综合控制系统的同向通信 转换器 .这就确保了该板完全与连接到大电压电池堆栈上的吧。双等离子收发器的存在提供了冗余和可逆的孤立通信,主机单片机交换通信端口以监测信号的完整性(该板的未来发展将包括 Adbms6822 [双等离子收发收发机],用于提高数据速率和支持最新的国际建筑设计协会房舍管理处综合控制系统中的低功率电池监测功能)。

· 电力管理:

· 电源可以由直流插孔或USB通过USB2.0接口连接到PC机(可用USB-C连接器)。

· 一种优先级电路,使用 LTC4415 ,管理及选择供应来源。它根据控制器和外围设备的负载来选择直流插孔或USB-C输入。例如,如果一个阿杜伊诺屏蔽是连接和运行的,板的功率消耗将增加超过UBC-C所能提供的。LTC4415的理想配置或架构将随后切换到选择直流插孔作为供应源。

· 电力链提供不同的电压轨(3.3V,2.5V和5V),这些可以通过跳线器配置。

· 安全和保护:MAX32626控制机上孤立的闸门司机, ADuM4120 ,驱动一个连接到外部接触器(例如电池板上的)的NFET。这具有保护功能,因为单片机将通过Adm4120开关MOSFET开关打开接触器,并在紧急或故障情况下断开电池。

软件信息

在软件上,ADI提供了一个完整的解决方案,其中包括一个开放源代码的图形用户界面(图形用户界面),可以用来与控制板进行通信。图形界面支持多达3个连接到雏菊链的Adbms设备。

通过易于扩展的定义明确的开源通信协议,用户界面与单片机进行通信。协议定义了通过串口发送到单片机的消息。这些消息是环路重复检查-保护,以启用错误检测。这些消息允许用户有序地连接和断开单片机,设置系统参数,执行测量,启用和检查故障,并为Adbms部分编写任何必要的命令。在单片机中的应用程序代码使用自由的RTOS线程来执行并行操作。这是有用的,因为测量线程可以与故障检查线程并行运行,从而可以实现故障间隔时间。

提供了一个软件接口,该接口与管理事务处控制器板一起编写,并以比顿编写。主要用户部分如下:

· 系统选项卡:这是应用程序的主登陆页面。它允许用户建立串行PC通信,选择连接的AFE板的数目,并确定测量间隔和阈值用于过电压和过电压检查。点击连接后,用户准备开始测量.如果两个系统状态灯都变成绿色,则根据用户输入的板数显示测量选项卡。

· BMS选项卡(s)显示了由ECE处理到每个连接的AFE的测量结果。该选项卡(S)包含单元格和gpio电压,状态和故障读数由AFE板。电池电压测量也是图形化的表示和绘制的实时。

· 参考选项卡:图形界面包括一个引用选项卡,它代表了一个高层次的棋盘和图表。

设计图和格伯文件以及评估固件、图形界面和用户指南都是开放源代码,由农业发展署提供。

在快速发展的能源市场中,对贝丝的需求迫在眉睫。迫切需要一个可以部署的完整解决方案。还需要支持,以加快市场时间,而不是增加未知的延迟。阿迪准备用它的斯库来充分满足这一需求。该董事会提供了BCES所需的关键功能,并为进一步发展提供了灵活性的完整基础。

使用可持续发展倡议的房舍管理处控制器解决方案,用户将能够:

· 同时评估多个AFES,因为该解决方案针对可堆叠和可伸缩架构。不需要额外的等离子收发板。

· 通过机载JTAG、状态LED和各种连接器和接口,无缝地调试吧。

· 利用开源硬件和软件,减少进入市场的时间。