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叙述:BMS与CMU:智能电池管理揭秘

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发表于 2024-9-18 02:36:06 | 显示全部楼层 |阅读模式

BMS是储能设备中的关键部件之一,主要用于信息管理和维护各种充电电池模块,时检测充电电池SOC、SOH等待工作状态,避免充电电池本身或系统存在安全隐患,促进动力电池的安全、高效应用。时至今日,人们对双向 DC/DC 转换器也有着很多的依赖性,对产品的预期也越来越高。深圳市亿信源电子有限公司成立于2013年,是一家大型专业电子元器件分销商,产品种类齐全。https://www.yxyic.cn/productdetail/SN75176BDR

而CMU(CMU,单个监控单元)是BMS的关键组成部分,其功能是检测电池的主要电压、电流、温度和湿度参数,并向BMU发送这些数据信息。只有这样,BMS才能分析电池状态,为电池检测提供决策依据。
在BMS中,CMU的重要性
一般来说,CMU主要从事充电电池状态监测、平衡操作、充电放电系统等。工作原理包括锂电池电压和环境温度数据信号监控、系统软件继电器控制、报警信号导出等。
同时,CMU还负责收集消防设施、温度控制系统、CY25560SXCT湿度传感器、水浸传感器等储能设备环境监控系统的信息内容。,然后制定相应的温度控制对策,提高电池电压的一致性,完成储能设备各方面的消防安全预警信息、保护和联动,保证高可靠性的消防安全知识,从而有效预防、早期预防和保护安全问题。
一般来说,CMU会根据BMS的指令调整动力电池系统的重要电磁阀,如电源总开关、预充电电磁阀等,以确保充电电池与外部电路的安全连接或切断。当电池状态异常时,如电流过大过低,环境温度过高,CMU会触发警报信号,并通知操作人员或外部系统采取有效措施。
在结构类型上,CMU通常需要一个MCU来调整和模拟前端对电流、工作电压和高环境温度信号的收集,并通过防护插座向BMU发送各种配置信息,从而完成SOC估计、SOH估计和热监控等服务。
而且随着储能设备逐渐走向串联和高压级联方案,放置在CMU的位置材料结构会有一定程度的变化。例如,在串联储能设备中,电池组通常以串联的形式连接,产生一个或多个充电电池串。每个充电电池串可以包含多个充电电池模块或电池模块。
CMU通常位于每个充电电池串周围,相互连接到充电电池模块或组件上。每个CMU负责监督充电电池串中的所有充电电池模块。
然而,在高压级联储能源设备中,电池组被设计成几个单独的低压模块,这些模块是根据级联的形式组合在一起的,从而达到所需的高压导出。CMU位于每个低压模块的内部结构或附近。它负责监督模块中的所有充电电池模块,也可以集成在低压单元BMS板块中。
在这种结构中,CMU通道总数很可能会减少,因为每个低压模块都比较小。此外,CMU可能需要额外的功能,例如与DC-DC转换器或逆变器的插座。
总的来说,随着人们对储能设备特性要求的提高,CMU在电池平衡、热管理系统和PCS中、EMS在通信中的作用可能会变得更加重要。它们不仅要提供准确的电池状态信息内容,还要能够速响应来自高层智能管理系统的控制代码,化所有储能技术系统。
CMU的两个发展趋势
MCU结构中通常包括AFE、温度传感器,电流检测放大器,保护串行通信接口,PMIC、短路保护,存储芯片,晶振电路,协助传感器,但CMU中的关键通常是紧紧围绕MCU和AFE处理芯片构建的,这种处理芯片负责检测充电电池单元的情况,并通过适当的插座与BMS的其它部分进行通信。
举例来说,大联大世平比较近推出的一个CMU,主要是基于NXP基于S32K118和MC33774处理芯片。S32K118作为一家致力于通用汽车和可靠工业生产应用程序开发的MCU,已通过AEC-Q100验证,选择A核心M0+,主频为48MH,并有25KB256KBSRAM和F。
NXPP用于AFE处理芯片MC33774,该芯片适用于4-18串充电电池检测,可测量高性能的工作电压、温度和电流。锂电池电压检测的精度可以达到±08V,数据误差小于2V。
可以看出,基于MCU和AFE处理芯片的CMU可以保证检测电池状态的准确性,并提供高级控制和保护功能。MCU是一个CMU大脑,承担接收和解决来自AFE的信息,施化算法,并做出运行或终止平衡全过程、调整电池充电充放电策略等决策。它甚至可以完成过压、欠压保护、过温保护等保护功能,确保电池在安全范围内运行。
AFE处理芯片可以高精度检测充电电池单元的电压和电流,对于准确评估电池状态尤为重要。AFE通常配备温度传感器插座,可以检测充电电池单元的环境温度。此外,AFE还提供了一个被动或主动平衡的功能,可以帮助平衡充电电池模块之间的电压差,延长电池寿命,集成保护功能,减少干扰信号,提高系统的整体安全系数。
显然,MCU与AFE合作,MCU承担数据处理方法、控制方法的制定和通信,而AFE则致力于对高精度数据采集电池单元进行即时监控。
然而,还有另一种方案可以在没有MCU的情况下现CMU中的数据监控,而需MCU。例如,TI推出了一种解决方案,使系统软件设计更加简单。并通过菊花链通信系统更换CAN系统总线,现CMU之间的通信。因为菊花链本身有自己的保护功能,可以进一步控制成本,提高稳定性。
此外,FPGA或ASIC的应用可以提供另一种切可行的替代选择,FPGA和ASIC可以直接完成许多原本需要MCU处理的功能,例如数据收集、解决、充电放电控制逻辑和通信协议的完成。
虽然MCU在储能技术BMS系统软件中起着极其重要的作用,但CMU控制模块可以通过使用先进的集成电路芯片、可重构设备等电子元件来构建,而需直接使用MCU。
汇总
根据电池电压、电流、温度和湿度的关键参数,CMU为BMS带来了时动态应用,保证了电池组的安全性、稳定性和稳定运行,这是BMS不可或缺的一部分。未来,CMU希望选择更完善的传感技术和人工智能技术,对电池状态进行深度学习和预测分析,与智能能源和可再生资源全面缝集成,完成更高效高效的能源管理体系,朝着选择MCU和非MCU的方向发展。
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