ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) วิเคราะห์แนวโน้มในอุตสาหกรรม

ทิศทางการตลาดระบบจัดการแบตเตอรี่โลก และทัศนะการใช้งาน 2023-2024

การกําหนดและฟังก์ชันหลักของระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS)

ระบบบริหารแบตเตอรี่ (BMS) คือ ระบบอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ในการติดตามและบริหารผลงานของแบตเตอรี่ และเป้าหมายหลักของมันคือการรับรองการทํางานที่ปลอดภัยของแบตเตอรี่เพิ่มอายุการใช้งานและปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน.

การติดตามสถานะของแบตเตอรี่

การสกัดตัวแปรของแบตเตอรี่ในเวลาจริง เช่น ความตึงเครียด, กระแส, อุณหภูมิ เป็นต้น เพื่อประเมินภาวะสุขภาพ (SOC) และอายุการใช้งานที่เหลือ (SOH) ของแบตเตอรี่

การควบคุมการชาร์จและการปล่อย

ควบคุมกระบวนการชาร์จและปล่อยชาร์จอย่างแม่นยําตามสถานะของแบตเตอรี่และความต้องการภายนอก เพื่อหลีกเลี่ยงการชาร์จเกินหรือการชาร์จเกิน และยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่

การจัดการที่สมดุล

การสมดุลความแตกต่างของความกระชับกําลังระหว่างเซลล์แบตเตอรี่ในรูปแบบที่เป็นกรรมหรือเป็นกรรม เพื่อป้องกันการชาร์จเกินหรือการปล่อยของเซลล์แบตเตอรี่แต่ละตัว

การจัดการความร้อน

ติดตามอุณหภูมิของแบตเตอรี่ และรักษาอุณหภูมิการทํางานที่เหมาะสมด้วยการระบายความร้อนหรือมาตรการทําความร้อน เพื่อให้การทํางานของแบตเตอรี่มั่นคง

การป้องกันความปลอดภัย

การตั้งกลไกป้องกันหลายแบบ (เช่น ป้องกันการกระแสไฟฟ้าเกินความแรง, ความแรงเกินความแรง, การป้องกันการตัดสายสั้น) เพื่อให้มีมาตรการในทันที เพื่อป้องกันการบาดเจ็บของแบตเตอรี่ภายใต้สภาพที่ผิดปกติ

การบันทึกข้อมูลและการสื่อสาร

บันทึกข้อมูลประวัติศาสตร์ของการทํางานของแบตเตอรี่ และแลกเปลี่ยนข้อมูลกับระบบอื่น ๆ ผ่านอินเตอร์เฟซการสื่อสารเพื่อทําการติดตามและบริหารระยะไกล

แนวโน้มในอุตสาหกรรมระบบจัดการแบตเตอรี่ 2023-2024

การบูรณาการลึกของปัญญาประดิษฐ์และการเรียนรู้เครื่องจักร

• ระบบบริหารแบตเตอรี่ (BMS) ได้รับการบํารุงรักษาแบบคาดการณ์และควบคุมแบบปรับตัวผ่านเทคโนโลยี AI และการเรียนรู้เครื่องจักรอัลกอริทึมที่ใช้การเรียนรู้ลึกสามารถคาดการณ์สถานะสุขภาพ (SOH) และความจุที่เหลือ (SOC) ของแบตเตอรี่ได้อย่างแม่นยํามากขึ้นและผู้ผลิตรถยนต์บางคนได้เปิดตัว BMS ที่มีความสามารถในการเรียนรู้ด้วยตนเอง ซึ่งสามารถปรับกลยุทธ์การจัดการได้อย่างไดนามิค โดยใช้นิสัยการขับขี่และสภาพแวดล้อม
• AI ยังสามารถปรับปรุงกลยุทธ์การชาร์จและปล่อยของแบตเตอรี่ ให้ยาวนานกว่า 20% ในอนาคตBMS จะสนับสนุนการวินิจฉัยและการตัดสินใจที่ฉลาดสําหรับวงจรชีวิตของแบตเตอรี่ทั้งหมด.

การนําเทคโนโลยี BMS แบบไร้สายมาใช้งานอย่างเจริญ

• เทคโนโลยีการสื่อสารไร้สาย (เช่น Zigbee, Bluetooth) กําลังเปลี่ยนสายไฟแบบดั้งเดิมอย่างช้าช้า ลดความซับซ้อนของระบบและเพิ่มความยืดหยุ่นการนํา BMS แบบไร้สายมาใช้โดย Wuling Automobile ได้ช่วยลดจํานวนเครื่องติดตามด้วย 90%, และลดอัตราการล้มเหลวลงอย่างสําคัญ ผ่านการติดตามแบบไร้สายในเวลาจริงของสถานะเซลล์แบตเตอรี่
• นอกจากนี้ BMS แบบไร้สายรองรับการติดตามทางไกลและการปรับปรุง OTA เหมาะสําหรับระบบเก็บพลังงานกระจายและสามารถบูรณาการกับแพลตฟอร์มเมฆ เพื่อบรรลุการปรับปรุงข้อมูลแบตเตอรี่ทั่วโลก.

นวัตกรรมหลายมิติในเทคโนโลยีการจัดการความร้อน

เพื่อตอบสนองกับความเสี่ยงของความร้อนที่หลบหนีในแบตเตอรี่ความหนาแน่นของพลังงานสูง เทคโนโลยีการจัดการความร้อนของ BMS ได้วิวัฒนาการไปสู่การระบายความร้อนแบบมีหลายมิติกรณีทั่วไปคือ:

• การผสมผสานของวัสดุเปลี่ยนเฟสและการเย็นของเหลว เช่นโปรแกรมระบายความร้อนของแผ่นเย็นของเหลว + วัสดุเปลี่ยนระยะที่พัฒนาโดย Ningde Times สามารถควบคุมความแตกต่างของอุณหภูมิแบตเตอรี่ภายใน ± 2 °C.
• การออกแบบโครงสร้างชีวอนิกส์: เครือข่ายการระบายความร้อน 3 มิติของหญ้าผึ้งของวูลิ้งเพิ่มอัตราการไหลของสารเย็นและสนับสนุนการทําให้อุณหภูมิคงที่ภายใต้การชาร์จเร็วต่อเนื่อง
• เทคโนโลยีการแยกความร้อนและพลังงาน: เปลี่ยนความร้อนที่เสียจากการชาร์จเป็นพลังงานในการทําความร้อนในห้องพักเพื่อปรับปรุงการทําลายช่วงฤดูหนาว

ความนิยมของโครงสร้างแบบโมดูลและกระจาย

• โทปอลิเจียโมดูลาร์ เช่น MC33771 ของ NXP เป็นสถาปัตยกรรม BMS ที่เติบโตเร็วที่สุด เนื่องจากความสามารถในการคํานวณสูง, ความปลอดภัยและขาดการใช้สายไฟที่ซับซ้อนสถาปัตยกรรมกระจายในทางตรงกันข้าม, ปรับปรุงความเร็วการตอบสนองผ่านหน่วยควบคุมท้องถิ่น และเหมาะสําหรับระบบเก็บพลังงานขนาดใหญ่และแบตเตอรี่รถพาณิชย์
• ตัวอย่างเช่น Ningde Times ใช้ BMS แบ่งปันสําหรับการแยกความผิดพลาด millisecond ในโครงการเก็บพลังงานของมัน

การบูรณาการระหว่างระบบและการปฏิสัมพันธ์ระหว่างรถยนต์กับเครือข่าย (V2G)

• BMS กําลังถูกบูรณาการอย่างลึกซึ้งกับระบบขับเคลื่อนรถยนต์และระบบจัดการพลังงาน เพื่อสร้างแพลตฟอร์มการจัดการพลังงานที่ครบวงจรBMS ของเทสล่าเชื่อมต่อกับตัวควบคุมรถยนต์ (VCU) เพื่อตั้งค่าพลังงานผลิตของแบตเตอรี่ขึ้นอยู่กับข้อมูลการนําทาง.
• ในขณะเดียวกัน เทคโนโลยี Vehicle-to-Grid (V2G) ทําให้การแลกเปลี่ยนพลังงานในสองทางบนเครือข่ายผ่าน BMSเช่น สถานีแลกเปลี่ยนพลังงานของ Azera ที่ให้พลังงานที่เหลือกลับสู่เครือข่าย เพื่อเพิ่มความมั่นคงของเครือข่าย.

ปัญหาทางเทคนิค

• ความสามารถในการปรับตัวของแบตเตอรี่แบบแข็งแรง: BMS ที่มีอยู่มีปัญหาในการปรับตัวกับลักษณะของแบตเตอรี่แบบแข็งแรงใหม่
• ความเข้ากันได้หลายเชิงเคมี: วัสดุแบตเตอรี่ที่แตกต่างกันต้องการกลยุทธ์การจัดการที่แตกต่างกัน
• ความปลอดภัยของเครือข่าย: ป้องกันการปลอมแปลงข้อมูล BMS และการโจมตีที่เป็นอันตราย