BMS: panoramica delle 5 funzioni principali

2026,04,10

(1) Acquisizione dati
Per garantire la sicurezza della batteria, il sistema esegue l'acquisizione in tempo reale della tensione del terminale e della temperatura di ciascuna cella, della corrente di carica/scarica e della tensione totale del pacco batteria durante i processi di carica e scarica. Ciò impedisce il sovraccarico o lo scaricamento eccessivo. Implica la raccolta di dati sulla temperatura delle celle e sulla temperatura del circuito di alimentazione. La temperatura della cella viene generalmente misurata utilizzando termistori NTC a filo, mentre i terminali di alimentazione utilizzano generalmente resistori NTC a montaggio superficiale.

(2) Stima dell'algoritmo SOX
Ciò include SOC, SOE e SOP. Una stima accurata dello stato di carica (SOC), ovvero la capacità rimanente della batteria, garantisce che il SOC rimanga entro un intervallo ragionevole. Ciò previene danni da sovraccarico o scarica eccessiva e consente la previsione in tempo reale dell'energia rimanente o dello stato di carica.

Metodi di stima del SOC:
- Tradizionale: metodo di integrazione Ampere-ora, metodo della tensione a circuito aperto (OCV).
- Basati su modelli: filtraggio di Kalman, algoritmi di filtraggio delle particelle.
- Reti Neurali: Algoritmi di reti neurali.
Algoritmo dello stato di potenza (SOP): determina la potenza massima di carica/scarica continua e istantanea consultando le tabelle in base al SOC e alla temperatura della batteria. La velocità di depolarizzazione della cella determina la frequenza del massimo utilizzo di energia. Quando la velocità di accumulo degli ioni di litio sulla superficie del film SEI supera la velocità di assorbimento dell'anodo, si verificano cadute di tensione che rendono impossibile sostenere la massima potenza. Pertanto, la sfida nel calcolo della SOP risiede nella transizione tra la potenza di picco e la potenza continua.
Algoritmo dello stato di salute (SOH): determina due valori SOC accurati in base alla curva OCV-SOC, calcola la carica o scarica accumulata (integrazione Ampere-ora) tra questi due punti SOC per ricavare la capacità della batteria e successivamente calcola il SOH.

(3) Diagnostica di sicurezza

Protezione da sovracorrente: include la protezione da sovracorrente di carica e scarica. Generalmente, per la sicurezza funzionale vengono implementati due livelli di protezione: il livello 1 è basato sul software e il livello 2 è basato sull'hardware.
Protezione da sovratensione: si verifica durante la ricarica, divisa in protezione da sovratensione di Livello 1 e Livello 2.
Protezione da sottotensione: avviene durante la scarica, divisa in protezione da sottotensione di Livello 1 e Livello 2.
Protezione della temperatura: include protezione dalle alte temperature (carica/scarica) e protezione dalle basse temperature (carica/scarica).
Protezione da cortocircuito: include la corrente di protezione da cortocircuito e il tempo di protezione da cortocircuito.

(4) Gestione dell'energia
I sistemi di accumulo dell’energia delle batterie sono generalmente costituiti da centinaia o addirittura migliaia di celle, ciascuna con capacità e resistenze interne leggermente diverse. All'aumentare del tempo di funzionamento, queste differenze aumentano poiché ciascuna cella si degrada a una velocità diversa. Se le tensioni delle celle sono sbilanciate, il pacco batteria raggiungerà rapidamente uno stato di inutilizzabilità. Il bilanciamento della batteria (carica di equalizzazione) viene utilizzato per portare tutte le celle del pacco a uno stato uniforme e coerente.

(5) Gestione delle informazioni
I BMS sono classificati in schede di protezione basate esclusivamente su hardware e in schede che combinano software e hardware.

BMS hardware puro: funziona con un set fisso di parametri di protezione, fornendo protezione e ripristino in base agli stati di tensione, corrente e temperatura acquisiti senza l'intervento dell'MCU.
Software + Hardware: l'MCU consente l'acquisizione di informazioni in tempo reale e interagisce esternamente tramite protocolli di comunicazione come CAN o RS485, caricando dati in tempo reale dalla scheda di protezione BMS.

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Autore:

Ms. Nina

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