

在新能源領(lǐng)域,電池管理系統(tǒng)在電池性能的提升與壽命的延長(zhǎng)方面擔(dān)任著重要的角色,其中電池均衡管理是重要組成部分。
電池系統(tǒng)通常由多個(gè)單體電池串聯(lián)或并聯(lián)組成,由于生產(chǎn)工藝、使用環(huán)境和老化程度等因素的影響,單體電池之間的性能差異難以避免。這種差異導(dǎo)致各個(gè)電池在充放電過(guò)程中出現(xiàn)能量分布不均,進(jìn)而影響電池組的整體性能和壽命。
均衡是指通過(guò)調(diào)節(jié)單體電池之間的電壓差,將電池在充放電過(guò)程中產(chǎn)生的不一致電壓、容量等參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié),從而避免某些電池過(guò)度充放電,這樣可以最大化地利用每個(gè)電池的容量,提高整個(gè)電池組的性能。
主動(dòng)均衡與被動(dòng)均衡
主動(dòng)均衡被稱為能量轉(zhuǎn)移均衡,是將容量較高的電芯中的能量轉(zhuǎn)移到容量較低的電芯中,在使用時(shí),能量是高低轉(zhuǎn)移,電能使用效率高,產(chǎn)生熱量低,均衡速度快,但需要復(fù)雜的均衡電路和儲(chǔ)能器件,成本居高不下。
被動(dòng)均衡被稱為耗散型均衡,一般通過(guò)電阻放電的方式,對(duì)電壓較高的電池進(jìn)行放電,以熱量形式釋放電量,為其他電池爭(zhēng)取更多充電時(shí)間。其均衡電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低,但存在均衡時(shí)間短(一般是充電末端均衡)、效率低等問(wèn)題。
云端全時(shí)均衡技術(shù)介紹
云端全時(shí)均衡是一種基于人工智能技術(shù)的均衡方法,通過(guò)對(duì)電池組中每個(gè)電池進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析,結(jié)合云端歷史數(shù)據(jù)和環(huán)境因素,智能調(diào)整均衡策略和參數(shù),并下發(fā)終端 B+MS 執(zhí)行,從而更大限度地實(shí)現(xiàn)電池組的均衡效果。
工作原理
云端在提取到一定條件的連續(xù)充放電工況后(持續(xù)時(shí)間、電流、電壓區(qū)間等),基于該數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)擬合出每個(gè)單體充電數(shù)據(jù)曲線并將曲線按一定規(guī)則片段化,并基于訓(xùn)練后的混合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型識(shí)別不同單體之間的高相似片段,具有一定的時(shí)序差異,基于此時(shí)間差及充電電流進(jìn)行安時(shí)積分可計(jì)算出單體之間的容量差異,從而精準(zhǔn)計(jì)算均衡時(shí)間,最終通過(guò)服務(wù)器下發(fā)控制指令至終端模塊進(jìn)行均衡執(zhí)行。
創(chuàng)新點(diǎn)
端云一體釋放算力:突破了傳統(tǒng) BMS 嵌入式端在運(yùn)算能力和存儲(chǔ)空間上的限制,能夠進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間尺度、高分辨率的電池特征變化監(jiān)測(cè)與評(píng)估,實(shí)現(xiàn)了對(duì)電池均衡狀態(tài)的精準(zhǔn)掌控;
均衡判斷精確可靠:相較于當(dāng)前通過(guò)充電末端壓差來(lái)估計(jì)均衡時(shí)間的判斷方式,云端全時(shí)均衡能實(shí)時(shí)獲取并分析充放電運(yùn)行數(shù)據(jù),通過(guò)深度學(xué)習(xí)算法精確計(jì)算單體容量差,均衡判斷更精確、可靠;
均衡效率顯著提升:相較于傳統(tǒng)僅能在充電末端開(kāi)啟均衡方式,云端全時(shí)均衡通過(guò)全周期提升均衡時(shí)間,有效減少電池單體容量差,最大程度提升電池組可用容量,延長(zhǎng)電池使用壽命;
均衡策略智能調(diào)整:基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的低延遲特性,能夠迅速響應(yīng)并調(diào)整均衡策略,確保設(shè)備始終運(yùn)行在最佳狀態(tài),使得云端全時(shí)均衡技術(shù)在電力儲(chǔ)能領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
云端全時(shí)均衡技術(shù)未增加任何硬件成本,通過(guò)云端數(shù)據(jù)庫(kù)、服務(wù)器集群算力突破 BMS 本地存儲(chǔ)、GPU 算力不足的瓶頸,達(dá)到了近乎零投入前提下(0%額外硬件投入,云端算力多設(shè)備共享)的儲(chǔ)能設(shè)備高收益(提升電池組可用容量10%+)、長(zhǎng)壽命(延長(zhǎng)電池組使用壽命15%+)的目的。
總結(jié)
電池均衡管理對(duì)于提升電池性能、延長(zhǎng)電池壽命具有重要意義。在實(shí)際應(yīng)用中,選擇何種均衡管理方式需要根據(jù)具體的電池類型、使用場(chǎng)景、成本預(yù)算等因素進(jìn)行綜合考慮。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用場(chǎng)景的不斷拓展,云端均衡管理將在未來(lái)發(fā)揮更加重要的作用。
安徽優(yōu)旦科技有限公司成立于2016年9月,坐落在合肥經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)清華啟迪科技城,是一家專注于智能電池管理系統(tǒng)(iBMS)研發(fā)、制造、銷售和服務(wù)的國(guó)家高新技術(shù)企業(yè),產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于新能源動(dòng)力交通、電力儲(chǔ)能、鋰電租賃等領(lǐng)域。
公司現(xiàn)有員工近百人,其中50%以上為研發(fā)人員,核心成員均來(lái)自中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、合肥工業(yè)大學(xué)等國(guó)內(nèi)知名院校,擁有十多年專業(yè)電子軟硬件設(shè)計(jì)及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn),掌握電池管理系統(tǒng)核心算法、硬件可靠性設(shè)計(jì)與驗(yàn)證、軟件安全、大數(shù)據(jù)挖掘與云平臺(tái)應(yīng)用等前沿科技。
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