Berbagai jenis arsitektur BMS: terpusat, modular dan terdistribusi

Pada saat industri energi baru sedang booming, sistem manajemen baterai (BMS) adalah komponen inti dari sistem baterai,dan desain arsitekturnya memainkan peran penting dalam kinerjaSaat ini, arsitektur BMS terutama dibagi menjadi tiga jenis: terpusat, modular dan terdistribusi.Setiap arsitektur memiliki karakteristik unik sendiri dan skenario yang berlakuHal berikut akan dibahas secara rinci.

Arsitektur BMS terpusat

Definisi dan struktur

BMS terpusat adalah untuk memusatkan semua fungsi kontrol dan manajemen dalam satu unit kontrol utama, dan biasanya satu papan kontrol utama memantau dan mengelola seluruh baterai.Unit kontrol utama menghubungkan setiap sel baterai melalui saluran akuisisi, mengumpulkan tegangan, suhu dan data lainnya, dan melakukan manajemen dan perlindungan yang seimbang sesuai dengan strategi kontrol yang telah ditetapkan sebelumnya.

Keuntungan

• Struktur sederhana dan biaya rendah:Semua fungsi terkonsentrasi dalam satu pengontrol, desain perangkat keras sederhana, dan biaya produksi rendah.Sepeda listrik, dll.
• Mudah dirawat dan ditingkatkan:hanya satu unit kontrol utama yang diperlukan, pemeliharaan dan upgrade lebih nyaman.
• Dataset, mudah dianalisis:Semua data baterai diproses dalam satu pengontrol, sehingga mudah untuk melakukan analisis dan pengambilan keputusan yang seragam.

Kelemahan

• Keandalan rendah:Risiko kegagalan titik tunggal tinggi. Jika unit kontrol utama gagal, seluruh sistem dapat dimatikan.
• Jalur komunikasi yang kompleks:Ada banyak jalur komunikasi dalam BMS terpusat, yang rentan terhadap gangguan dan transmisi sinyal yang tidak stabil.
• Skalabilitas yang buruk:Tidak cocok untuk aplikasi dengan kapasitas besar atau paket baterai skala besar.

Arsitektur BMS Terdistribusi

Definisi dan struktur

BMS terdistribusi mendistribusikan fungsi kontrol dan manajemen ke dalam beberapa pengontrol, masing-masing bertanggung jawab untuk mengelola satu atau lebih sel baterai.Unit kontrol utama bertanggung jawab untuk mengkoordinasikan operasi setiap unit kontrol budak untuk membentuk arsitektur manajemen terdistribusi.

Keuntungan

• Keandalan tinggi:Dalam struktur terdistribusi, kegagalan pengontrol tidak akan mempengaruhi operasi seluruh sistem, dan risiko kegagalan titik tunggal rendah.Ini cocok untuk skenario seperti kendaraan listrik besar, kendaraan hibrida, kendaraan sel bahan bakar dan sistem penyimpanan energi skala besar yang membutuhkan persyaratan keandalan yang tinggi.
• Jalur komunikasi sederhana:beban komunikasi didistribusikan dan memiliki kemampuan anti interferensi yang kuat.
• Skalabilitas yang baik:Cocok untuk paket baterai berkapasitas besar, sel-sel baterai dapat ditingkatkan atau dikurangi sesuai permintaan.

Kecelakaan

• Struktur yang kompleks dan biaya yang tinggi:Setiap sel baterai membutuhkan modul pemantauan dan kontrol independen, dan desain perangkat keras dan perangkat lunaknya rumit dan biayanya tinggi.
• Pemeliharaan dan peningkatan sulit:Dalam struktur terdistribusi, pemeliharaan dan peningkatan setiap pengontrol membutuhkan dukungan teknis yang lebih tinggi.
  Data didistribusikan dan sulit dianalisis: data didistribusikan ke beberapa pengontrol, dan protokol komunikasi dan algoritma pemrosesan data yang terpadu diperlukan.

Arsitektur BMS modular

Definisi dan struktur

BMS modular adalah solusi antara terpusat dan didistribusikan.sementara modul dengan arsitektur terdistribusi untuk komunikasi dan koordinasi.

Keuntungan

• Fleksibilitas tinggi:Desain modular dapat menyesuaikan jumlah dan fungsi modul secara fleksibel sesuai dengan kebutuhan, dan cocok untuk paket baterai menengah dan besar,terutama skenario di mana fleksibilitas dan skalabilitas diperlukan, seperti kendaraan hibrida, sistem penyimpanan energi jaringan dan aplikasi jaringan cerdas.
• Skalabilitas yang kuat:mendukung ekspansi paket baterai berkapasitas besar sambil mempertahankan efektivitas biaya tertentu.
  Mudah dirawat: Masing-masing modul berjalan secara independen dan dapat ditangani secara terpisah selama pemeliharaan dan peningkatan tanpa mempengaruhi seluruh sistem.

Kelemahan

• Strukturnya relatif kompleks:BMS modular menggabungkan karakteristik terpusat dan terdistribusi, dan desain perangkat keras dan perangkat lunak relatif kompleks.
• Biaya yang lebih tinggi:Meskipun biayanya lebih rendah daripada BMS terdistribusi, namun tetap lebih tinggi daripada BMS terpusat.
  Koordinasi komunikasi sulit: komunikasi dan koordinasi antara modul membutuhkan dukungan protokol yang efisien, jika tidak dapat mempengaruhi kinerja sistem.

Perbandingan tiga arsitektur

Ringkasan dan saran seleksi

Ketika memilih arsitektur BMS, pengguna perlu mempertimbangkan skenario dan kebutuhan aplikasi tertentu:

• BMS terpusat:Cocok untuk sistem baterai kecil dan sederhana seperti alat listrik, rumah pintar, sepeda listrik dan sistem penyimpanan energi kecil, biaya rendah dan mudah dirawat.
• Distribusi BMS:Cocok untuk sistem baterai besar dan kompleks, seperti kendaraan listrik besar, kendaraan hibrida, kendaraan sel bahan bakar dan sistem penyimpanan energi skala besar,memberikan keandalan dan skalabilitas yang lebih tinggi, tapi dengan biaya yang lebih tinggi.
• BMS modular:memperhitungkan keuntungan dan kerugian dari terpusat dan didistribusikan, dan cocok untuk paket baterai menengah dan besar yang membutuhkan fleksibilitas dan skalabilitas,seperti kendaraan hibrida, sistem penyimpanan energi jaringan dan aplikasi jaringan pintar.

Di masa depan, dengan perkembangan terus-menerus teknologi energi baru, bentuk arsitektur BMS juga akan lebih beragam untuk memenuhi kebutuhan skenario yang berbeda.