Ақылды BMS батареяның жағдайын нақты уақытта бақылай ала ма?

Ақылды BMS-тің негізгі нақты уақытта сезіну мүмкіндіктері

Миллисекунд деңгейіндегі кернеу, ток және температураны өлшеу

Ақылды аккумуляторларды басқару жүйелері (BMS) негізгі көрсеткіштерді жиі өлшеу арқылы аккумуляторларды нақты уақытта бақылайды. Кернеу туралы айтқанда, бұл жүйелер элементтер арасындағы 0,1 милливольттық айырмашылықтарды анықтай алады, бұл ауыр ақауларға әкелетін проблемаларды уақытылы анықтауға көмектеседі. Ток сенсорлары да өте әсерлі: олар 1 килогерц жиілікке дейінгі қысқа мерзімді қуат шығынын анықтайды, сондықтан операторлар мүмкін болатын асырмалар туралы шамамен сол уақытта ескертпелер алады. Температураны бақылау үшін жүйе аккумуляторлар тобына бойынша сенсорларды таратады және температураның 0,1 градус Цельсий өзгерісін өлшейді. Бұл деңгейдегі нақтылық қандай да бір ақау пайда болған жағдайда қауіпсіздік механизмдерін барынша жылдам — барынша 5 миллисекунд ішінде — іске қосуға мүмкіндік береді; бұл литий-ионды аккумуляторларда қауіпті жылулық тізбектің тез өсуін тоқтату үшін міндетті талап. Аккумуляторлар жылдам зарядтау мен разрядтау циклдары арқылы өтсе де, арнайы калибрлеу бағдарламасы уақыт өте келе барлығын дәл сақтайды.

Төмен-күтілетін уақыттағы деректерді беру: CAN шинасы, LIN және сымсыз торлық өнімділік

Батареялық жүйелер үшін нақты уақытта жауап беру қажет болғандықтан, деректерді қажетті орынға тез жеткізу барлығын анықтайды. CAN Bus жүйесі критикалық қауіпсіздік ескертуді, мысалы, токтың артық ағуы кезінде, 1 мегабит/секунд жылдамдықпен жалпы 5 миллисекунд ішінде жібереді. Ал LIN шинасы қосымша датчиктердің жұмысын қамтамасыз етеді және олардың деректері 10 миллисекунд ішінде сенімді түрде жетуін қамтамасыз етеді. Әртүрлі орындарға орналасқан көптеген компоненттермен жұмыс істеген кезде Bluetooth 5.0 немесе Zigbee технологиясы арқылы құрылған сымсыз торлы желілер 20 миллисекундтан кем уақыт ішінде 100-ден астам құрылғының үйлесімді жұмыс істеуін қамтамасыз етеді. Бұл байланыс арналары бірлесіп жұмыс істей отырып, жүйенің бүкіл құрылымы қандай да бір нәрсе тұрақты зақымданбастан бұрын қажетті реакция көрсетуін қамтамасыз етеді. Мысалы, кернеу төмендеуі жағдайында жүйе автоматты түрде қосымша жүктемелерді түсіреді. Жақсартулар туралы айтсақ, CAN FD жүйе бір уақытта көп мөлшерде деректерді жіберген кезде ескі CAN нұсқаларымен салыстырғанда күтуді шамамен 40 пайызға қысқартады.

Нақты уақыттағы күйді бағалау: Ақылды BMS арқылы SOC және SOH

Адаптивті Калман сүзгісін қолданып динамикалық заряд күйін (SOC) бағалау

Зарядтың күйі (SOC) негізінде батареяда қолдануға болатын қанша электр энергиясы қалғанын көрсетеді. Қазіргі заманғы аккумуляторларды басқару жүйелері (BMS) қазір адаптивті Калман сүзгісі деп аталатын нәрсені қолданады. Оны батарея ішіндегі процестерді болжаудың үнемі жақсарып отыратын ақылды математикалық әдіс ретінде қарастыруға болады. Бұл әдіс кернеу деңгейлерін, ток күшін және температураның өзгерісін сияқты нақты өлшеулерді тұрақты түрде тексеріп отырады және оларды батареяның химиялық құрамына сәйкес қандай болуы керек екендігімен салыстырады. Бұл әдіс деректердің тұрақты кестелеріне сүйенетін ескі әдістерден ерекшеленеді. Жаңа әдіс сенсорлардың қателіктері сияқты әртүрлі шауық әлемдегі факторларды және тәулік ішінде температураның тербелісін сияқты жағдайларды ескере алады. Бұл жүйелер кіріс сигналдарын әрбір бірнеше миллисекундта тексереді, сондықтан олар көбінесе өте дәл жұмыс істейді — тіпті қатты қуаттың қажеттілігі немесе толық емес зарядтау сияқты хаосты жағдайларда да дәлдік 97–98 пайызға жетеді. Бұл маңызды, себебі бұл батареялардың тым төмен зарядталған кезде зақымдануын болдырмауға көмектеседі және әрбір зарядтау циклынан максималды пайда алуға мүмкіндік береді.

Саулық күйін (SOH) бақылау: импедансты талдау арқылы және циклға бейімді деградациялық модельдер арқылы

Сақталған қуаттың көрсеткіші (SOH) негізінен аккумулятордың қаншалықты ескіргенін, оның қазіргі уақытта қандай мүмкіндіктерге ие болғанын жаңа кезеңдегі мүмкіндіктерімен салыстыру арқылы анықтайды. Қазіргі заманғы аккумуляторларды басқару жүйелері (BMS) аккумуляторлардың циклдар бойынша тозуын түсінетін модельдермен қатар электрхимиялық импедансты спектроскопия (EIS) әдісін қолданады, сондықтан SOH көрсеткішін тұрақты түрде бақылауға болады. EIS әдісі ішкі кедергінің өсуін байқайды, бұл әдетте аккумулятордың құрылымы микроскопиялық деңгейде бұзыла бастағанда алғашқы белгі болып табылады. Ал машинадағы үйрену әдісі аккумулятордың разрядтау тереңдігі, оған әсер ететін температуралар мен зарядтау жылдамдығы сияқты факторларды уақыт өтуімен қуаттың қаншалықты азаюымен байланыстырады. Мысалы, импеданстың шамамен 10% өсуі әдетте қуаттың шамамен 15%-ы ғана қалғанын көрсетеді, сондықтан техниктер аккумуляторлар толығымен шығып кетпес бұрын элементтерді алмастыру қажеттігін біледі. Бұл тәсілдің ерекшелігі — SOH көрсеткішін тек кейбір уақыт аралығында, мысалы, дәрігерге барғандай, тек қана тексеру емес, сонымен қатар өндірушілердің осы ақпаратты операция кезінде тұрақты түрде жаңартылып отыратындығына байланысты дер кезінде әрекетке көшуге мүмкіндік беруінде.

Ақылды BMS-те ақылды шешім қабылдау және болжамды басқару

Аномалияларды анықтау мен қалдық пайдалы өмір (RUL) болжамы үшін шеттегі ИИ

Бүгінгі таңда ақылды аккумуляторларды басқару жүйелері нақтылы өзінің басқарушысында жеңіл AI-ды іске қосады, бұл аккумуляторларды басқару тәсілін ғана болып жатқан оқиғаларды бақылаудан уақыттан бұрын белсенді түрде реттеулер жасауға өзгертеді. Шеттік есептеу алгоритмдері кернеу шыңдарын, элементтер бойынша температураның айырмашылығын және өткен зарядтау циклдарын қазіргі уақытта ғана қарастырады. Бұл жүйеге электрлік қысқа тұйықталулар, изоляция мәселелері немесе аккумулятордың бір бөліктерінің бір-бірінен ажырауы сияқты проблемаларды ерте анықтауға мүмкіндік береді. Аккумулятордың қанша уақыт жұмыс істейтінін болжау кезінде бұл жүйелер кедергі өлшемдерін адамдардың аккумуляторларды күнделікті қалай пайдаланатынымен ұштастыру арқылы көбінесе шамамен 5% дәлдікке жетеді. Бұл жүйенің әсерлі жұмыс істеуінің негізі — қорғаныс параметрлерінің уақыт өте келе өзгеруінде. Егер температура тым көтерілсе, жүйе неғұрлым ауыр салдарлар пайда болғанша зарядтауды баяулатады, ал бірінші ақау пайда болғаннан кейін ғана әрекетке кіріспейді. Өткен жылғы «Journal of Power Sources» журналында жарияланған зерттеулерге сәйкес, нақты әлемдегі сынақтар бұл тәсілдің аккумуляторлардың қартайуын шамамен 15–20 пайызға азайтатынын көрсетеді. Техниктер бұл болжамдық көрсеткіштерді ресми техникалық қызмет кезінде компоненттерді қашан ауыстыру керектігін жоспарлау үшін өте қажет деп санайды, бұл кездейсоқ ақаулармен күресуге қарағанда тиімдірек, сонымен қатар аккумуляторлар өмір сүру ұзақтығы жалпы алғанда өрістейді.

Пайдаланушыға арналған нақты уақыттағы кері байланыс пен интеграция

Бүгінгі таңда ақылды BMS жүйелері барлық күрделі электрохимиялық процестерді адамдардың нақты жұмыс істеуіне ыңғайлы форматқа айналдырады. Операторлар заряд күйін, элементтер бойынша температураның өзгеруін, сондай-ақ батареяның жалпы техникалық күйін көрсететін мобильді қосымшалар мен веб-панельдер арқылы секундтың үлесінде дер кезінде қатысуға мүмкіндік алады. Егер қандай да бір ақау пайда болса, олар ірі апаттарды болдырмау үшін жылдам әрекет ете алады. Бұл жүйелер сонымен қатар API-интерфейстер арқылы басқа құрылғылармен оңай байланысады және батарея туралы ақпаратты тікелей ғимараттың басқарушыларына, микросеттің басқару орталығына немесе тіпті көлік қозғалысын бақылау жүйелеріне жібереді. Сондықтан кернеу кенеттен төмендегенде немесе температура белгілі бір жерде шапшаң көтерілгенде автоматты әрекеттер іске қосылады. Ірі литий-ионды орнатулар үшін бұл өте маңызды. «Journal of Power Sources» журналында 2023 жылы жарияланған зерттеу нәтижелеріне сәйкес, реакция беруге кешігу барысында жарты секунд ғана кешігу батареялардың 12% жылдамырақ тозуына әкеледі. Ақылды BMS жүйелері тек батареяларды бақыламайды. Сонымен қатар олар апаттар пайда болғаннан бұрын қандай ақауларды жөндеу керектігін техникалық қызмет көрсету бригадаларына хабарлайды, бұл ақшаны үнемдейді және барлық құрылыстарда жұмыстардың үзіліссіз жүруін қамтамасыз етеді.

ЖИҚ (Жиі қойылатын сұрақтар)

Ақылды BMS-те нақты уақытта сезіну қандай маңызға ие?

Ақылды BMS-те нақты уақытта сезіну аккумулятордың қауіпсіздігі мен ұзақ мерзімді жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін кернеу айырымы, мүмкін болатын асырмалар немесе жылулық оқиғалар сияқты ақауларды уақтылы анықтау мен оған жауап беру үшін өте маңызды.

Қазіргі заманғы BMS-те заряд күйін (SOC) бағалау қалай жүзеге асады?

Қазіргі заманғы BMS-те SOC бағалауы нақты уақыттағы кернеу, ток және температура деректеріне негізделіп, болжамдарды реттеуге және жетілдіруге арналған адаптивті Калман сүзгісін қолданады.

Ақылды BMS-те ЖИ (жасанды интеллект) қандай рөл атқарады?

Ақылды BMS-те ЖИ аномалияларды анықтау мен қалдық пайдалы өмірін болжау арқылы болжамды басқаруды қамтамасыз етеді, соның нәтижесінде аккумуляторлардың алдын ала басқарылуы мен техникалық қызмет көрсетілуі қамтамасыз етіледі.