4. Funciones principales del software BMS
l Función de medición
(1) Medición de información básica: monitoreo del voltaje de la batería, la señal de corriente y la temperatura del paquete de baterías. La función más básica del sistema de gestión de baterías es medir el voltaje, la corriente y la temperatura de las celdas de la batería, lo cual es la base de todos los cálculos de alto nivel y la lógica de control del sistema de gestión de baterías.
(2) Detección de la resistencia de aislamiento: El sistema de gestión de la batería debe probar el aislamiento de todo el sistema de baterías y del sistema de alto voltaje.
(3) Detección de enclavamiento de alta tensión (HVIL): se utiliza para confirmar la integridad de todo el sistema de alta tensión. Cuando la integridad del circuito del sistema de alta tensión se ve comprometida, se activan las medidas de seguridad.
lFunción de estimación
(1) Estimación de SOC y SOH: la parte central y más difícil
(2) Equilibrio: ajustar el desequilibrio de capacidad x SOC entre monómeros a través de un circuito de equilibrio.
(3) Limitación de la potencia de la batería: la potencia de entrada y salida de la batería está limitada a diferentes temperaturas SOC.
lOtras funciones
(1) Control de relés: incluyendo relé principal +, relé principal -, relé de carga +, relé de carga -, relé de precarga
(2) Control térmico
(3) Función de comunicación
(4) Diagnóstico de fallas y alarma
(5) Operación tolerante a fallos
5.Funciones principales del software BMS
lFunción de medición
(1) Medición de información básica: monitoreo del voltaje de la batería, la señal de corriente y la temperatura del paquete de baterías. La función más básica del sistema de gestión de baterías es medir el voltaje, la corriente y la temperatura de las celdas de la batería, lo cual es la base de todos los cálculos de alto nivel y la lógica de control del sistema de gestión de baterías.
(2) Detección de la resistencia de aislamiento: El sistema de gestión de la batería debe probar el aislamiento de todo el sistema de baterías y del sistema de alto voltaje.
(3) Detección de enclavamiento de alta tensión (HVIL): se utiliza para confirmar la integridad de todo el sistema de alta tensión. Cuando la integridad del circuito del sistema de alta tensión se ve comprometida, se activan las medidas de seguridad.
lFunción de estimación
(1) Estimación de SOC y SOH: la parte central y más difícil
(2) Equilibrio: ajustar el desequilibrio de capacidad x SOC entre monómeros a través de un circuito de equilibrio.
(3) Limitación de la potencia de la batería: la potencia de entrada y salida de la batería está limitada a diferentes temperaturas SOC.
lOtras funciones
(1) Control de relés: incluyendo relé principal +, relé principal -, relé de carga +, relé de carga -, relé de precarga
(2) Control térmico
(3) Función de comunicación
(4) Diagnóstico de fallas y alarma
(5) Operación tolerante a fallos
6.Arquitectura de software BMS
lGestión de alta y baja tensión
Cuando está encendido, el BMS se activa mediante una señal de línea dura o CAN de 12 V a través de la VCU. Una vez que el BMS completa la autocomprobación y entra en modo de espera, la VCU envía una orden de alto voltaje y el BMS controla el cierre del relé para establecer la conexión de alto voltaje. Cuando está apagado, la VCU envía una orden de bajo voltaje y desconecta la activación de 12 V. Si el arma se inserta para cargarla estando apagada, puede activarse mediante la señal CP o A+.
lGestión de carga
(1) Carga lenta
La carga lenta consiste en cargar la batería con corriente continua, convertida a partir de corriente alterna mediante el cargador integrado del punto de carga (o una fuente de alimentación de 220 V). Las especificaciones del punto de carga suelen ser de 16 A, 32 A y 64 A, y también se puede cargar mediante una toma de corriente doméstica. El sistema de gestión de la batería (BMS) se puede activar mediante la señal CC o CP, pero debe asegurarse de que pueda entrar en modo de reposo normalmente una vez finalizada la carga. El proceso de carga con corriente alterna es relativamente sencillo y puede desarrollarse de acuerdo con las normas nacionales específicas.
(2) Carga rápida
La carga rápida consiste en cargar la batería con corriente continua mediante el cargador de CC, lo que permite alcanzar una tasa de carga de 1C o incluso superior. Generalmente, se puede cargar el 80 % de la batería en 45 minutos. Se activa mediante la señal A+ del cargador.
lFunción de estimación
(1) El SOP (Estado de Potencia) obtiene principalmente la potencia de carga y descarga disponible de la batería actual consultando tablas a través de la temperatura y el SOC. La VCU determina cómo se utiliza todo el vehículo en función del valor de potencia enviado.
(2) El SOH (Estado de Salud) caracteriza principalmente el estado de salud actual de la batería, con un valor entre 0 y 100 %. Generalmente se considera que la batería no se puede utilizar cuando su valor cae por debajo del 80 %.
(3) El SOC (estado de carga) pertenece al algoritmo de control central del BMS, que caracteriza el estado de capacidad restante actual. Se basa principalmente en el método integral de amperios-hora y el algoritmo EKF (filtro de Kalman extendido), combinado con estrategias de corrección (tales como corrección de voltaje de circuito abierto, corrección de carga completa, corrección de fin de carga, corrección de capacidad bajo diferentes temperaturas y SOH, etc.).
(4) El algoritmo SOE (Estado de Energía) no está ampliamente desarrollado por los fabricantes nacionales o utiliza algoritmos relativamente simples para obtener la relación entre la energía restante en el estado actual y la energía máxima disponible. Esta función se utiliza principalmente para estimar el alcance de crucero restante.
lDiagnóstico de fallas
Se distinguen diferentes niveles de fallo según el rendimiento de la batería, y el BMS y el VCU toman distintas medidas de procesamiento en cada nivel, como advertencias, limitación de potencia o desconexión directa de alta tensión. Los fallos incluyen fallos de adquisición y funcionamiento de datos, fallos eléctricos (sensores y actuadores), fallos de comunicación y fallos relacionados con el estado de la batería, entre otros.
1.Funciones principales del software BMS
lFunción de medición
(1) Medición de información básica: monitoreo del voltaje de la batería, la señal de corriente y la temperatura del paquete de baterías. La función más básica del sistema de gestión de baterías es medir el voltaje, la corriente y la temperatura de las celdas de la batería, lo cual es la base de todos los cálculos de alto nivel y la lógica de control del sistema de gestión de baterías.
(2) Detección de la resistencia de aislamiento: El sistema de gestión de la batería debe probar el aislamiento de todo el sistema de baterías y del sistema de alto voltaje.
(3) Detección de enclavamiento de alta tensión (HVIL): se utiliza para confirmar la integridad de todo el sistema de alta tensión. Cuando la integridad del circuito del sistema de alta tensión se ve comprometida, se activan las medidas de seguridad.
lFunción de estimación
(1) Estimación de SOC y SOH: la parte central y más difícil
(2) Equilibrio: ajustar el desequilibrio de capacidad x SOC entre monómeros a través de un circuito de equilibrio.
(3) Limitación de la potencia de la batería: la potencia de entrada y salida de la batería está limitada a diferentes temperaturas SOC.
lOtras funciones
(1) Control de relés: incluyendo relé principal +, relé principal -, relé de carga +, relé de carga -, relé de precarga
(2) Control térmico
(3) Función de comunicación
(4) Diagnóstico de fallas y alarma
(5) Operación tolerante a fallos
2.Arquitectura de software BMS
lGestión de alta y baja tensión
Cuando está encendido, el BMS se activa mediante una señal de línea dura o CAN de 12 V a través de la VCU. Una vez que el BMS completa la autocomprobación y entra en modo de espera, la VCU envía una orden de alto voltaje y el BMS controla el cierre del relé para establecer la conexión de alto voltaje. Cuando está apagado, la VCU envía una orden de bajo voltaje y desconecta la activación de 12 V. Si el arma se inserta para cargarla estando apagada, puede activarse mediante la señal CP o A+.
lGestión de carga
(1) Carga lenta
La carga lenta consiste en cargar la batería con corriente continua, convertida a partir de corriente alterna mediante el cargador integrado del punto de carga (o una fuente de alimentación de 220 V). Las especificaciones del punto de carga suelen ser de 16 A, 32 A y 64 A, y también se puede cargar mediante una toma de corriente doméstica. El sistema de gestión de la batería (BMS) se puede activar mediante la señal CC o CP, pero debe asegurarse de que pueda entrar en modo de reposo normalmente una vez finalizada la carga. El proceso de carga con corriente alterna es relativamente sencillo y puede desarrollarse de acuerdo con las normas nacionales específicas.
(2) Carga rápida
La carga rápida consiste en cargar la batería con corriente continua mediante el cargador de CC, lo que permite alcanzar una tasa de carga de 1C o incluso superior. Generalmente, se puede cargar el 80 % de la batería en 45 minutos. Se activa mediante la señal A+ del cargador.
lFunción de estimación
(1) El SOP (Estado de Potencia) obtiene principalmente la potencia de carga y descarga disponible de la batería actual consultando tablas a través de la temperatura y el SOC. La VCU determina cómo se utiliza todo el vehículo en función del valor de potencia enviado.
(2) El SOH (Estado de Salud) caracteriza principalmente el estado de salud actual de la batería, con un valor entre 0 y 100 %. Generalmente se considera que la batería no se puede utilizar cuando su valor cae por debajo del 80 %.
(3) El SOC (estado de carga) pertenece al algoritmo de control central del BMS, que caracteriza el estado de capacidad restante actual. Se basa principalmente en el método integral de amperios-hora y el algoritmo EKF (filtro de Kalman extendido), combinado con estrategias de corrección (tales como corrección de voltaje de circuito abierto, corrección de carga completa, corrección de fin de carga, corrección de capacidad bajo diferentes temperaturas y SOH, etc.).
(4) El algoritmo SOE (Estado de Energía) no está ampliamente desarrollado por los fabricantes nacionales o utiliza algoritmos relativamente simples para obtener la relación entre la energía restante en el estado actual y la energía máxima disponible. Esta función se utiliza principalmente para estimar el alcance de crucero restante.
lDiagnóstico de fallas
Se distinguen diferentes niveles de fallo según el rendimiento de la batería, y el BMS y el VCU toman distintas medidas de procesamiento en cada nivel, como advertencias, limitación de potencia o desconexión directa de alta tensión. Los fallos incluyen fallos de adquisición y funcionamiento de datos, fallos eléctricos (sensores y actuadores), fallos de comunicación y fallos relacionados con el estado de la batería, entre otros.
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Fecha de publicación: 12 de mayo de 2023
