दोपहिया वाहनों के लिए लिथियम बैटरी की BMS प्रौद्योगिकी की खोज

दोपहिया वाहनों के लिए लिथियम बैटरी की BMS तकनीक की खोज

लिथियम बैटरी द्वारा सीसा-एसिड बैटरी का आंशिक प्रतिस्थापन एक प्रवृत्ति है, और एक आम सहमति धीरे-धीरे बन गई है। विशेष रूप से इलेक्ट्रिक साइकिल के क्षेत्र में, इलेक्ट्रिक साइकिल के लिए नए राष्ट्रीय मानक के रूप में तकनीकी निर्णय किए गए, लिथियम बैटरी ने अपने प्रवेश को तेज करना शुरू कर दिया। इलेक्ट्रिक साइकिल की बाजार में मांग जोरदार रूप से बढ़ी है। बाजार के साथ इस तरह की नीति प्रतिध्वनि लिथियम बैटरी के लिए एक बड़ा नया बाजार स्थान लेकर आई है।

लिथियम बैटरी द्वारा सीसा-एसिड बैटरी के प्रतिस्थापन से मौजूदा बाजार की आपूर्ति और मांग के पैटर्न में बड़े बदलाव आएंगे, न केवल उत्पाद और प्रौद्योगिकी पक्ष पर, बल्कि पूरे आपूर्ति श्रृंखला प्रणाली, व्यापार मॉडल और ऑपरेटिंग मॉडल पर भी।

निम्नलिखित विषय" का साझाकरण है; दो पहिया वाहन लिथियम बैटरी&BMS प्रौद्योगिकी पर चर्चा; FIRSTEK के महाप्रबंधक डॉ। यांग द्वारा बनाया गया।

FIRSTEK R& D, उत्पादन और बैटरी प्रबंधन प्रणाली मंच प्रौद्योगिकी और बैटरी बड़े डेटा प्रौद्योगिकी के नवाचार में विशेषज्ञता उद्यम है। उत्पाद मुख्य रूप से सिविल उद्योग और बिजली संयंत्र ऊर्जा भंडारण बिजली की आपूर्ति, शुद्ध बिजली दो या तीन पहियों, सहायक रोबोट और सैन्य बिजली आपूर्ति क्षेत्रों में उपयोग किए जाते हैं। वर्तमान में, कुछ उत्पादों को यूरोप, अमेरिका और अन्य देशों में निर्यात किया गया है। 2018 की शुरुआत में, FIRSTEK ने टू-व्हीलर शेयर्ड बैटरी पैक मार्केट के लिए स्मार्ट सुरक्षा बोर्डों को अनुकूलित और विकसित करना शुरू किया, और धीरे-धीरे बैचों का पालन किया गया। बाजार टर्मिनलों पर उत्पादों के 100,000 से अधिक सेट का उपयोग किया गया है।

पहला पहलू वर्तमान उद्योग की स्थिति है। वर्तमान में, दोपहिया बैटरी में मुख्य रूप से दो दिशाएं शामिल हैं: पहला, लिथियम बैटरी बाजार में सीसा-एसिड परिवर्तन; दूसरा, लिथियम बैटरी बाजार। लिथियम बैटरी में सीसा-एसिड परिवर्तन में, कार पर मूल उत्पाद के आकार का इंटरफ़ेस का उपयोग किया जाता है। BMS उत्पाद शुद्ध हार्डवेयर सुरक्षा बोर्ड समाधान पर आधारित है। संचार कार्यों को प्राप्त करना कठिन है। इसी समय, उपयोग के दौरान प्रज्वलित करना आसान है, और इसमें लंबा समय लगता है। कनेक्टर को नुकसान पहुंचाता है। इसके अलावा, क्योंकि इसमें संचार फ़ंक्शन नहीं है, नियंत्रक बैटरी पैक के साथ संचार नहीं कर सकता है, और वाहन सीमित शक्ति संचालन प्राप्त नहीं कर सकता है। लिथियम बैटरी के संदर्भ में, अधिकांश बीएमएस इंटरफेस में संचार कार्य होते हैं और इसका उपयोग नियंत्रकों और मीटरों के साथ संवाद करने के लिए किया जा सकता है। आम तौर पर, मीटर पर न केवल वर्तमान, वोल्टेज और गलती की जानकारी प्रदर्शित की जा सकती है। इसी समय, बीएमएस और नियंत्रक के बीच सूचना संपर्क के माध्यम से, आउटपुट पावर समायोजन, डेटा इंटरैक्शन, आदि प्राप्त किया जा सकता है, जो वाहन के समग्र प्रदर्शन में सुधार करता है। इस प्रकार के वाहन आमतौर पर बुद्धिमान सुरक्षा बोर्ड उत्पादों का उपयोग करते हैं।

दूसरे पहलू में, हम स्मार्ट प्रोटेक्शन बोर्ड की वेक-अप तकनीक की शुरुआत करेंगे। दो-पहिया इलेक्ट्रिक वाहन सरल लगते हैं, लेकिन वास्तविक एप्लिकेशन परिदृश्य कारों की तुलना में थोड़ा अधिक जटिल हैं। आगे, मैं कई वेक-अप विधियों के सिद्धांतों और अनुप्रयोग परिदृश्यों का परिचय दूंगा:

1. जागने के लिए स्विच करें। इंटरफ़ेस पर सहायक इंटरफ़ेस के माध्यम से, दो नोड्स की स्विच स्थिति का उपयोग बुद्धिमान सुरक्षा बोर्ड को यह बताने के लिए किया जाता है कि बैटरी पैक कार या चार्जर पर है और परिवहन के दौरान है। सबसे स्पष्ट लाभ यह है कि बैटरी पैक को जमीन पर या परिवहन के दौरान यह सुनिश्चित करने के लिए रखा जा सकता है कि बैटरी पैक की मुख्य लाइन इंटरफ़ेस चार्ज न हो, जो बैटरी सुरक्षा के लिए बहुत लाभकारी है। यदि बीएमएस में मान्यता फ़ंक्शन नहीं है, तो बैटरी पैक के पी और पॉजिटिव के नकारात्मक होने की संभावना होती है, जब बैटरी पैक को हमेशा चार्ज किया जाता है। सबसे सरल स्विच वेक-अप फ़ंक्शन के माध्यम से, यह आसानी से इंटरफ़ेस चार्जिंग की समस्या को हल कर सकता है। एक ही समय में, यह चार्जिंग प्रक्रिया के कारण बैटरी पैक के प्रज्वलन से बचने के साथ, पावर-ऑन प्री-चार्जिंग फ़ंक्शन को भी हल कर सकता है।

2. भार उठो। यह एप्लिकेशन बैक-एंड लोड से संबंधित है। आमतौर पर, पी पॉजिटिव और पी निगेटिव का उपयोग यह पता लगाने के लिए किया जाता है कि प्रबंधन प्रणाली को जगाने के लिए बैक-एंड में यह निर्धारित करने के लिए लोड है या नहीं। यह फ़ंक्शन करने के लिए सरल है, लेकिन व्यावहारिक अनुप्रयोगों में अधिक विचार हैं। जागने के बाद, यह एक साधारण लोड डिटेक्शन नहीं है, क्योंकि कोई अन्य सिग्नल इनपुट नहीं है, इसलिए बीएमएस के रूप में, यह पता लग सकता है कि यह कब जागृत है, लेकिन कार के लोड हटाने की जानकारी का पता लगाना असंभव है। यदि आप इस जानकारी को जानना चाहते हैं, तो आपको इस वेक-अप विधि के साथ अन्य वेक-अप विधियों की आवश्यकता होगी, अन्यथा लोड वेक-अप फ़ंक्शन कम-शक्ति नींद प्राप्त नहीं कर सकता है। ।

3. निर्वहन के बाद उठो। यह डिस्चार्ज करंट द्वारा वेक-अप को संदर्भित करता है। पहले उल्लेखित लोड वेक-अप का उपयोग यह पता लगाने के लिए किया जाता है कि क्या कोई लोड है। डिस्चार्ज वेक-अप, डिस्चार्ज करंट के परिमाण का पता लगाकर जागने को संदर्भित करता है। सामान्यतया, बैटरी को कार में रखा जाता है। जहां तक ​​इलेक्ट्रिक मोटरसाइकिल का सवाल है, हालांकि उपयोगकर्ता को एक या दो सप्ताह तक कोई फायदा नहीं है, लेकिन बैटरी को हमेशा कार में प्लग किया जाता है। इस स्थिति में, बीएमएस की बिजली की खपत खुद ही हो जाएगी जब बैटरी पूरी तरह से चार्ज हो जाती है, यह लगभग 40 दिनों तक चलती है। उपयोग के समय का विस्तार करने में सक्षम होने के लिए, हम कुछ नींद का काम करेंगे, उदाहरण के लिए, कार कितनी देर तक सोती है अगर इसका उपयोग नहीं किया जाता है, और नींद की स्थिति में प्रवेश करने के बाद बीएमएस के साथ इसे कैसे जगाया जाए? इस समय, वर्तमान मोड का उपयोग जागने के लिए किया जा सकता है।

4. चार्ज करते समय जागें। चार्जर द्वारा वोल्टेज आउटपुट द्वारा बीएमएस को जागृत किया जाता है। हालांकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि चार्जिंग और वेक-अप के लिए चार्जर उस तरह की यात्री कार नहीं हो सकता है जिसे चार्ज वोल्टेज को आउटपुट करने से पहले डेटा का आदान-प्रदान करने की आवश्यकता होती है। चार्जिंग वेक-अप के लिए आवश्यक है कि चार्जर&की कार्य विधि BMS को जगाने के लिए चार्जिंग वोल्टेज प्रदान करे और फिर डाटा एक्सचेंज के बाद सामान्य चार्जिंग प्रक्रिया में स्थानांतरित हो। इस वेक-अप फंक्शन का सबसे बड़ा फायदा यह है: अपर्याप्त बैटरी पावर से अंडरवोल्टेज होता है और बीएमएस अपने आप काम नहीं कर पाता। चार्ज करके जागने के बाद, बीएमएस सामान्य रूप से काम कर सकता है। यह विधि अंडरवॉलेट संरक्षण के लिए बहुत उपयोगी है। लेकिन अधिक तर्कसंगत रूप से चार्ज करने के लिए, हम आम तौर पर सलाह देते हैं कि जब ग्राहक इस जगह पर करते हैं, तो पहले चार्जर को एक छोटी वर्तमान सीमा चार्जिंग के माध्यम से जाने दें, और फिर चार्जर डेटा के साथ बातचीत करने के बाद सामान्य वर्तमान चार्ज पर स्विच करें।

5. संचार जगा। आम तौर पर डेटा संचार के माध्यम से बीएमएस को जागने के लिए संदर्भित करता है। जिस टू-व्हीलर इलेक्ट्रिक मोटरसाइकिल प्रोजेक्ट में हमने संपर्क किया, वह कम लागत वाले 485 संचार से लेकर वर्तमान आम CAN संचार तक, इन संचार विधियों के माध्यम से बैटरी प्रबंधन प्रणाली (BMS) को जगाना भी आम है।

6. कंपन उठता है। यह BMS में कंपन सेंसर जोड़कर जागने का एक तरीका है। सामान्यतया, बीएमएस नींद करना आसान है। इलेक्ट्रिक मोटरसाइकिल पर बिजली बचाने के लिए, बीएमएस एक निश्चित रणनीति के अनुसार स्वचालित रूप से स्लीप मोड में प्रवेश करेगा, लेकिन किन परिस्थितियों में यह जाग जाएगा? यदि उच्च-वर्तमान वेक-अप विधि का उपयोग किया जाता है, तो डिजाइन की लागत वास्तव में अपेक्षाकृत अधिक है, और तकनीकी संकेतक भी अपेक्षाकृत कठिन हैं। कंपन जागरण के माध्यम से एक सरल विधि भी प्राप्त की जा सकती है।

7. जागने के लिए कवर खोलें। मुख्य रूप से संदर्भित बैटरी पैक को असामान्य घटनाओं को रिकॉर्ड करने के लिए उपयोग किया जाता है जब इसे असामान्य रूप से खोला जाता है। यह सुविधा आमतौर पर छोटे बैटरी पैक पर पाई जाती है। मोबिक्विक और ओएफओ साइकिल के इलेक्ट्रॉनिक लॉक इस फ़ंक्शन से लैस हैं, मुख्य रूप से उपयोगकर्ताओं को उत्पाद का दुरुपयोग करने या बिना अनुमति के उत्पाद कवर खोलने से रोकने के लिए। जब कवर खोला जाता है तो जागने का एहसास आम तौर पर एक प्रकाश संवेदक का उपयोग करके महसूस किया जाता है। आमतौर पर, बीएमएस को प्रकाश के बिना बैटरी पैक के अंदर स्थापित किया जाता है। जब प्रकाश में परिवर्तन का पता लगाकर कवर खोला जाता है, तो बीएमएस जागने के कार्य को महसूस कर सकता है।

8. सुदूर जागना। इस फ़ंक्शन का मतलब है कि उपयोगकर्ता रिमोट डेटा मॉड्यूल जोड़कर बीएमएस के वेक-अप फ़ंक्शन का एहसास करता है। आमतौर पर दोपहिया वाहनों के पट्टे के लिए इस्तेमाल किया जाता है। पट्टे पर देने की प्रक्रिया के दौरान, उपयोगकर्ता समय पर और समय पर भुगतान नहीं करता है। ऑपरेटर बैटरी पैक को दूरस्थ रूप से लॉक कर सकता है, और बीएमएस निष्क्रिय स्थिति में भी प्रवेश करेगा। इस मामले में, बीएमएस पुन: उपयोग के उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए रिमोट वेक-अप का उपयोग कर सकता है। दूसरी ओर, जब बैटरी का उपयोग लंबे समय तक नहीं किया गया है, जैसे कि ग्राहक द्वारा एक कोने में रखा जा रहा है, तो इस मामले में, बैटरी पैक और बैटरी पैक की स्थिति जानने के लिए बीएमएस को दूर से जागृत किया जा सकता है। दूरस्थ रूप से निगरानी की जा सकती है, और वर्तमान स्थिति को सर्वर पर प्रेषित किया जा सकता है बैटरी पैक संसाधनों की बर्बादी से बचने के लिए और दीर्घकालिक भंडारण के कारण बैटरी के अति-निर्वहन से।

तीसरा भाग दो-पहिया वाहनों के लिए एसओसी की गणना है। वास्तव में, यह पहलू यात्री कारों में एक अपेक्षाकृत गर्म विषय है, और यात्री कारों की तुलना में दोपहिया वाहनों के मामले में यह अधिक कठिन है, क्योंकि दुरुपयोग की स्थिति अधिक जटिल है। एसओसी की गणना में आम तौर पर निम्नलिखित विधियां शामिल होती हैं: पहला, एम्पीयर-घंटा एकीकरण विधि; दूसरा, पूर्ण अंशांकन रणनीति के लिए रीसेट; तीसरा, OCV अंशांकन; चौथा, गतिशील मुआवजा और अंशांकन।

निम्नलिखित दोपहिया वाहनों के उपयोग में एसओसी गणना को प्रभावित करने वाले सामान्य कारकों की एक सूची है।

दो-पहिया वाहनों के आवेदन में, उथले चार्ज और उथले निर्वहन के उपयोग द्वारा एसओसी त्रुटि के कारण समस्या को उजागर किया गया है। पूरी तरह चार्ज होने के बाद अधिकांश उपयोगकर्ता बैटरी पैक का उपयोग करते हैं। हालांकि, जब दोपहिया वाहनों का उपयोग किया जाता है, तो वे अक्सर सत्ता से बाहर होने पर रिचार्ज करते हैं, और चार्ज होने पर लगभग सवारी करते हैं। आम तौर पर, बैटरी पैक पूरी तरह से चार्ज नहीं किया जा सकता है, विशेष रूप से साझा बैटरी स्वैप अनुप्रयोगों में। उदाहरण के लिए, जब एक्सप्रेस सवार साझा किए गए बैटरी पैक का उपयोग करते हैं, तो सुविधाजनक परिवहन सुनिश्चित करने के लिए, वे बैटरी कैबिनेट को देखते समय अधिक क्षमता वाले बैटरी पैक में बदल जाएंगे, जिससे बैटरी हमेशा उथले चार्ज की स्थिति में होगी और उथला निर्वहन। दो-पहिया वाहन के एसओसी की त्रुटि का प्रभाव अपेक्षाकृत बड़ा है।

दूसरा, बैटरी के&की अपनी क्षमता पर परिवेश के तापमान और डिस्चार्ज दर का प्रभाव। इलेक्ट्रिक मोटरसाइकिल में उच्च तापमान और कम तापमान की स्थिति होती है जब वे गाड़ी चला रहे होते हैं। इन स्थितियों का बैटरी पर अधिक प्रभाव पड़ता है। बीएमएस के रूप में, हम जो मूल डेटा देख सकते हैं, वह वोल्टेज, करंट, तापमान और अन्य जानकारी है, लेकिन बैटरी को नियंत्रित करने का कोई तरीका नहीं है। इसकी अपनी क्षमता क्षय नहीं होती है, इसलिए बाहरी वातावरण और विभिन्न सवारों की उपयोग की आदतों का बैटरी की जीजी की अपनी क्षमता पर बहुत प्रभाव पड़ता है।

तीसरा, बैटरी चक्र जीवन। चूंकि दो-पहिया वाहनों के लिए बैटरी का उपयोग करने की लागत यात्री कारों की तुलना में कम है, इसलिए दो-पहिया वाहनों के लिए बैटरी का चक्र जीवन आमतौर पर यात्री कारों की तुलना में कम होता है। इसलिए, विभिन्न निर्माताओं को विभिन्न मॉडलों और विभिन्न ग्राहक समूहों के अनुसार बैटरी के चक्र जीवन पर ध्यान देने की आवश्यकता है।

चौथा, बैटरी की असंगति। चूंकि दो-पहिया वाहन बैटरी पैक की क्षमता आम तौर पर बहुत बड़ी नहीं होती है, लेकिन चार्जिंग और डिस्चार्जिंग पावर बहुत छोटी नहीं होती है, बैटरी कोर की स्थिरता अपेक्षाकृत आसान है। विशेष रूप से आधे और एक वर्ष के बाद, बैटरी सेल वोल्टेज में एक बड़ा अंतर होगा, जो एसओसी के अनुमान को गंभीरता से प्रभावित करेगा।

पांचवां, एसओसी आकलन पर बीएमएस वर्तमान और वोल्टेज अधिग्रहण सटीकता का प्रभाव। BMS को SOC आकलन के लिए कुछ कच्चे बैटरी पैक डेटा प्राप्त करने की आवश्यकता है। हालांकि, दो पहिया वाहन बीएमएस में, ग्राहक को जीएमएस की कम लागत वाली आवश्यकताओं को बेहतर ढंग से पूरा करने के लिए, कुछ सटीकता कभी-कभी देनी चाहिए। लेकिन कितनी सटीकता कम होनी चाहिए? इसके लिए एसओसी पर प्रभाव की डिग्री पर भी विचार करना होगा।

दूसरी ओर, स्वयं बीएमएस की बिजली की खपत भी एसओसी अनुमान पर अधिक प्रभाव डालती है। मोटर वाहन क्षेत्र में बीएमएस अनुप्रयोगों के लिए, कुंजी बंद होने के बाद बीएमएस शून्य बिजली की खपत को प्राप्त कर सकता है। एक बार लो-वोल्टेज बिजली बंद होने के बाद, बीएमएस बिजली की खपत के बिना बंद हो जाएगा। लेकिन कम बिजली वाले उत्पादों में, बीएमएस शून्य बिजली की खपत को प्राप्त करना आसान नहीं है।

बीएमएस नींद को आमतौर पर गहरी नींद और उथली नींद में विभाजित किया जाता है। गहरी नींद में प्रवेश करते समय, यह 20 एमए से नीचे हो सकता है। यदि आप 10 mA की बिजली की खपत के अनुसार गणना करते हैं, तो आप पाएंगे कि बैटरी की शक्ति लगभग 40- लंबे समय के बाद है। लगभग 50 दिनों में, बैटरी पैक मूल रूप से खपत होता है। इसलिए जब हम एसओसी की गणना करते हैं, तो हमें बीएमएस की बिजली की खपत को शामिल करना होगा।

चौथा पहलू दोपहिया वाहनों के लिए नया बुनियादी ढांचा है। दो-पहिया वाहन का सेवा प्लेटफ़ॉर्म रिमोट डेटा मॉनिटरिंग प्लेटफ़ॉर्म है। वर्तमान में, अधिक डेटा संग्रह और संग्रह कार्य किया जाता है। बैटरी सेल और पैक पैकेज के SOH का अनुमान लगाना आवश्यक है, जो उपयोगकर्ता को प्रारंभिक चेतावनी प्रदान कर सकता है, बैटरी से बच सकता है, और उपयोगकर्ता&के उपयोग पर प्रतिकूल प्रभाव पड़ता है।

वास्तव में, हमने उस परियोजना में एक समस्या पाई जिसे हमने पहले संपर्क किया था, और हमें अलग-अलग उपयोग परिदृश्यों के अनुसार दूरस्थ डेटा ट्रांसमिशन फ़ंक्शन के लिए विभिन्न आवश्यकताओं को आगे रखना होगा। उदाहरण के लिए, यात्री कारों के संदर्भ में, राज्य ने बाद में एकीकृत पर्यवेक्षण के लिए डेटा को बड़े डेटा प्लेटफ़ॉर्म पर अपलोड करने के प्रस्ताव को एकीकृत किया, लेकिन दो-पहिया इलेक्ट्रिक मोटरसाइकिल के आवेदन के लिए, क्या रिमोट डेटा ट्रांसमिशन फ़ंक्शन वास्तव में आवश्यक है? हम जानते हैं कि रिमोट डेटा ट्रांसमिशन फ़ंक्शन लागत को बढ़ाएगा। वर्तमान 2 जी कार्ड दूरसंचार ऑपरेटर अब निकट भविष्य में काम नहीं करेंगे। 4 जी मॉड्यूल की उच्च बिजली की खपत के अलावा, एक छोटी क्षमता वाले बैटरी पैक की लागत की तुलना में लागत भी अपेक्षाकृत अधिक है। दूसरे शब्दों में, दूरस्थ डेटा ट्रांसमिशन मॉड्यूल को स्थापित करने की लागत बहुत अधिक है। कुछ ग्राहक बैटरी पैक के नुकसान को रोकने के लिए रिमोट डेटा ट्रांसमिशन के उद्देश्य को बढ़ाते हैं। हालांकि, एक या दो साल के आँकड़ों के बाद, यह पाया गया है कि भले ही खोए हुए बैटरी पैक का मूल्य सीधे भुगतान किया गया हो, फिर भी यह प्रत्येक बैटरी पैक में रिमोट मॉड्यूल जोड़ने की लागत से कम है। इसलिए, दुपहिया वाहनों के क्षेत्र में दूरस्थ डेटा ट्रांसमिशन कार्यों को जोड़ना वर्तमान में इतना सार्थक नहीं है।

आप सभी को धन्यवाद!