Различные типы архитектур BMS: централизованные, модульные и распределенные

В тот момент, когда индустрия новых источников энергии процветает, система управления батареями (BMS) является основным компонентом системы батарей,и его архитектурный дизайн играет решающую роль в исполненииВ настоящее время архитектуры BMS в основном делятся на три типа: централизованные, модульные и распределенные.Каждая архитектура имеет свои уникальные характеристики и применимые сценарииНиже будет обсуждаться подробно.

Централизованная архитектура BMS

Определение и структура

Централизованная система управления аккумуляторами заключается в централизации всех функций управления и управления в одном главном блоке управления, и обычно одна главная панель управления контролирует и управляет всем аккумуляторным комплектом.Главный блок управления соединяет каждую батарею через линию захвата, собирает напряжение, температуру и другие данные и выполняет сбалансированное управление и защиту в соответствии с заранее установленной стратегией управления.

Преимущество

• Простая структура и низкая стоимость:Все функции сосредоточены в одном контроллере, аппаратная конструкция проста, а стоимость производства низкая.электрические велосипеды, и т.д.
• Легко поддерживается и модернизируется:требуется только один главный блок управления, обслуживание и модернизация удобнее.
• Набор данных, легко анализируемый:Все данные батареи обрабатываются в одном контроллере, что облегчает проведение единого анализа и принятия решений.

Недостатки

• Низкая надежность:Риск выхода из строя в одной точке очень высок, и если главный блок управления выйдет из строя, вся система может быть отключена.
• Сложные линии связи:В централизованной системе BMS существует множество линий связи, которые подвержены помехам и нестабильной передаче сигнала.
• Плохая масштабируемость:Не подходит для применения с большой емкостью или большими батареями.

Дистрибутированная архитектура BMS

Определение и структура

Распределенная БМС распределяет функции управления и управления на несколько контроллеров, каждый из которых отвечает за управление одной или несколькими батарейными ячейками.Главный блок управления отвечает за координацию работы каждого рабочего блока управления для формирования распределенной архитектуры управления.

Преимущество

• Высокая надежность:При распределенной структуре сбой контроллера не повлияет на работу всей системы, а риск сбоя в одной точке низкий.Он подходит для таких сценариев, как крупные электромобили, гибридные транспортные средства, транспортные средства с топливными элементами и крупномасштабные системы хранения энергии, требующие высоких требований к надежности.
• Простая линия связи:нагрузка связи распределена и обладает высокой способностью к противодействию помехам.
• Хорошая масштабируемость:Пригодные для больших емкостей аккумуляторных батарей, элементы аккумулятора могут увеличиваться или уменьшаться в зависимости от спроса.

Неблагоприятные условия

• Сложная структура и высокая стоимость:Каждая батарея требует независимых модулей мониторинга и управления, а аппаратное и программное обеспечение сложное и дорогое.
• Сохранение и модернизация сложны:В распределенной структуре обслуживание и модернизация каждого контроллера требует более высокой технической поддержки.
  Данные распределены и трудно анализировать: данные распределены в нескольких контроллерах, и требуется единый протокол связи и алгоритм обработки данных.

Модульная архитектура BMS

Определение и структура

Модульная система управления аккумуляторами - это решение между централизованной и распределенной системой.пока модули с распределенной архитектурой для связи и координации.

Преимущество

• Высокая гибкость:Модульная конструкция позволяет гибко регулировать количество и функцию модулей в соответствии с требованиями и подходит для средних и больших аккумуляторных комплектов,особенно для сценариев, где требуется гибкость и масштабируемость, такие как гибридные транспортные средства, системы хранения энергии в сети и приложения для умных сетей.
• Сильная масштабируемость:поддерживает расширение аккумуляторных батарей большой емкости при сохранении определенной экономической эффективности.
  Легко поддерживается: каждый модуль работает самостоятельно и может обрабатываться отдельно во время технического обслуживания и модернизации без воздействия на всю систему.

Недостатки

• Структура относительно сложная:модульная система управления информацией сочетает в себе характеристики централизованной и распределенной системы управления информацией, а аппаратное и программное обеспечение относительно сложно.
• Более высокая стоимость:Несмотря на то, что стоимость ниже, чем распределенная BMS, она все равно выше, чем централизованная BMS.
  Координация связи затруднена: коммуникация и координация между модулями требуют эффективной поддержки протокола, иначе это может повлиять на производительность системы.

Сравнение трех архитектур

Резюме и предложения по выбору

При выборе архитектуры BMS пользователям необходимо взвесить конкретные сценарии применения и потребности:

• Централизованный BMS:Он подходит для небольших, простых систем с батареями, таких как электроинструменты, умные дома, электровелосипеды и небольшие системы хранения энергии, он недорог и прост в обслуживании.
• Распределенный BMS:Подходит для больших и сложных систем аккумуляторов, таких как большие электромобили, гибридные транспортные средства, транспортные средства с топливными элементами и крупномасштабные системы хранения энергии,обеспечение более высокой надежности и масштабируемости, но с более высокими затратами.
• Модульная БМС:учитывает преимущества и недостатки централизованной и распределенной системы и подходит для средних и больших батарей, которые нуждаются в гибкости и масштабируемости,такие как гибридные транспортные средства, сетевые системы хранения энергии и умные сетевые приложения

В будущем, с постоянным развитием новых энергетических технологий, архитектурные формы BMS также будут более разнообразны для удовлетворения потребностей различных сценариев.