Diversi tipi di architetture BMS: centralizzate, modulari e distribuite

Nel momento in cui il nuovo settore energetico è in piena espansione, il sistema di gestione delle batterie (BMS) è il componente centrale del sistema delle batterie,e il suo design architettonico gioca un ruolo cruciale nella performanceAttualmente, le architetture BMS sono principalmente suddivise in tre tipi: centralizzate, modulari e distribuite.Ogni architettura ha le sue caratteristiche uniche e gli scenari applicabiliIl seguente verrà discusso in dettaglio.

Architettura BMS centralizzata

Definizione e struttura

Un BMS centralizzato è quello di centralizzare tutte le funzioni di controllo e gestione in una sola unità di controllo principale, e di solito una scheda di controllo principale monitora e gestisce l'intero pacchetto di batterie.L'unità di controllo principale collega ogni cella della batteria attraverso la linea di acquisizione, raccoglie dati di tensione, temperatura e altri dati e esegue una gestione e una protezione equilibrate secondo la strategia di controllo prestabilita.

Vantaggi

• Struttura semplice e basso costo:Tutte le funzioni sono concentrate in un unico controller, la progettazione hardware è semplice e il costo di produzione è basso.biciclette elettriche, ecc.
• Facile da mantenere e aggiornare:è necessaria una sola unità di controllo principale, la manutenzione e l'aggiornamento sono più convenienti.
• Set di dati, facile da analizzare:Tutti i dati della batteria sono elaborati in un unico controller, facilitando l'analisi e il processo decisionale unificati.

Svantaggio

• Bassa affidabilità:Il rischio di guasto di un singolo punto è elevato e, se il comando principale non funziona, l'intero sistema può essere disattivato.
• Linee di comunicazione complesse:In un sistema BMS centralizzato, ci sono molte linee di comunicazione, che sono soggette a interferenze e trasmissione di segnali instabile.
• Scarsità di scalabilità:Non adatto per applicazioni con capacità elevata o con batterie su larga scala.

Architettura BMS distribuita

Definizione e struttura

Un BMS distribuito distribuisce le funzioni di controllo e gestione in più controller, ciascuno responsabile della gestione di una o più celle della batteria.L'unità di controllo principale è responsabile del coordinamento del funzionamento di ciascuna unità di controllo slave per formare un'architettura di gestione distribuita.

Vantaggi

• Alta affidabilità:In una struttura distribuita, un guasto del regolatore non influenzerà il funzionamento dell'intero sistema e il rischio di guasto in un singolo punto è basso.È adatto a scenari come i grandi veicoli elettrici, veicoli ibridi, veicoli a celle a combustibile e sistemi di accumulo di energia su larga scala che richiedono elevati requisiti di affidabilità.
• Semplice linea di comunicazione:il carico di comunicazione è distribuito e ha una forte capacità anti-interferenza.
• Buona scalabilità:Adatte per batterie di grande capacità, le celle della batteria possono essere aumentate o ridotte a seconda della domanda.

Disadvantage

• Struttura complessa e costi elevati:Ogni cella di batteria richiede moduli indipendenti di monitoraggio e controllo e la progettazione hardware e software è complessa e il costo elevato.
• La manutenzione e l' aggiornamento sono difficili:In una struttura distribuita, la manutenzione e l'aggiornamento di ciascun controller richiedono un supporto tecnico più elevato.
  I dati sono distribuiti e difficili da analizzare: i dati sono distribuiti in più controller e sono necessari un protocollo di comunicazione unificato e un algoritmo di elaborazione dei dati.

Architettura BMS modulare

Definizione e struttura

BMS modulare è una soluzione tra centralizzata e distribuita.mentre i moduli con architettura distribuita per la comunicazione e il coordinamento.

Vantaggi

• Alta flessibilità:La progettazione modulare consente di regolare in modo flessibile il numero e la funzione dei moduli in base alle esigenze ed è adatta per batterie di medie e grandi dimensioni,specialmente per gli scenari in cui sono richieste flessibilità e scalabilità, come i veicoli ibridi, i sistemi di accumulo di energia della rete e le applicazioni di reti intelligenti.
• Forte scalabilità:supporta l'espansione dei pacchetti di batterie di grande capacità mantenendo una certa redditività.
  Facile da mantenere: ogni modulo funziona in modo indipendente e può essere gestito separatamente durante la manutenzione e gli aggiornamenti senza influenzare l'intero sistema.

Svantaggio

• La struttura è relativamente complessa:BMS modulare combina le caratteristiche di centralizzato e distribuito, e la progettazione hardware e software è relativamente complessa.
• Costo più elevato:Sebbene il costo sia inferiore a quello del BMS distribuito, è comunque superiore a quello del BMS centralizzato.
  Il coordinamento della comunicazione è difficile: la comunicazione e il coordinamento tra i moduli richiedono un supporto efficiente del protocollo, altrimenti può influenzare le prestazioni del sistema.

Confronto di tre architetture

Riassunto e suggerimenti di selezione

Quando si sceglie un'architettura BMS, gli utenti devono valutare gli scenari e le esigenze specifiche delle applicazioni:

• BMS centralizzato:Adatto a piccoli sistemi di batterie semplici come utensili elettrici, case intelligenti, biciclette elettriche e piccoli sistemi di stoccaggio dell'energia, è a basso costo e facile da mantenere.
• BMS distribuito:Adatto a sistemi di batterie di grandi dimensioni e complessi, quali veicoli elettrici di grandi dimensioni, veicoli ibridi, veicoli a celle a combustibile e sistemi di accumulo di energia su larga scala,fornire maggiore affidabilità e scalabilità, ma con costi più elevati.
• BMS modulare:tiene conto dei vantaggi e degli svantaggi di sistemi centralizzati e distribuiti ed è adatto a gruppi di batterie di medie e grandi dimensioni che richiedono flessibilità e scalabilità,come i veicoli ibridi, sistemi di stoccaggio dell'energia della rete e applicazioni di reti intelligenti.

In futuro, con il continuo sviluppo delle nuove tecnologie energetiche, anche le forme architettoniche di BMS saranno più diversificate per soddisfare le esigenze di diversi scenari.