BMS iletişim arayüzleri ve protokolleri

Pil yönetim sistemlerinde (BMS), iletişim arayüzleri ve protokolleri, BMS ile diğer cihazlar arasında veri alışverişini ve bilgi paylaşımını sağlayarak çok önemli bir rol oynar.böylece akü paketinin etkili bir şekilde yönetilmesini ve izlenmesini sağlar.Aşağıda BMS'in ortak iletişim arayüzleri ve protokolleri ayrıntılı olarak tanıtılacak.

Kablolu iletişim arayüzü ve protokolü

CAN otobüsü

• Tanımlama:CAN, otomotiv ve endüstriyel alanlarda yaygın olarak kullanılan bir alan otobüsü protokolü olan Kontrolör Alan Ağı'nın kısaltmasıdır.
• Özellikleri:Yüksek hızlı iletişim yeteneğine sahiptir, en yüksek veri iletim hızı 1Mbps'e ulaşabilir; düşük bit hata oranı, CRC kontrolü ve diğer hata tespit mekanizmaları veri doğruluğunu sağlamak için benimsenir;Otobüs tipi ağ yapısını destekler., güçlü ölçeklenebilirlik ve tek bir otobüs 110 düğümüne kadar bağlanabilir.
• Uygulama:Elektrikli araçlarda, araçların güç batarya yönetimini gerçekleştirmek için BMS ve şarj cihazları, inverterler vb. gibi diğer araç içi sistemleri bağlamak için yaygın olarak kullanılır.Endüstriyel otomasyon ekipmanlarının kontrol ve izlemesinde de yaygın olarak kullanılır.

RS-485

• Tanımlama:RS-485, diferansiyel sinyal iletim yöntemini kullanan yaygın olarak kullanılan bir seri iletişim arayüzü standardıdır.
• Özellikleri:Teorik olarak, 1200 metrelik ultra uzun bir iletim mesafesine ulaşabilir. Bir otobüste 32 düğüme kadar bağlanabilir, çok nokta bağlantı yeteneği ile; güçlü bir müdahale karşıtı yeteneği,ki, etkili bir şekilde ortak mod karışımını bastırabilir.
• Uygulama:Büyük batarya enerji depolama sistemlerinin izlenmesi ve yönetimi, ayrıca endüstriyel otomasyon ekipmanlarının kontrolü ve izlenmesi için uygundur.

RS-232

• Tanımlama:Tek bir cihazla başka bir cihaz arasında doğrudan iletişimi gerçekleştiren yaygın olarak kullanılan bir seri iletişim standardıdır.
• Özellikleri:Basit yapı ve uygulanması kolay, ancak yalnızca nokta noktası iletişimini destekler ve iletim hızı ve mesafe sınırlıdır.
• Uygulama:Genellikle BMS'deki ana arayüz olarak kullanılmasa da, belirli özel durumlarda tek bir cihazla başka bir cihaz arasında iletişim kurmak için kullanılabilir.BMS için yapılandırma testi ve sorun giderme gibi, üst bilgisayar kalibrasyon yazılımı ile dış iletişim, vb.

LIN otobüsü

• Tanımlama:LIN (Local Interconnect Network) otobüsü, otomotiv elektroniklerinde yaygın olarak kullanılan düşük maliyetli bir seri otobüs protokolüdür.
• Özellikleri:Üstat-köle yapısına sahiptir, ana düğüm komut gönderir ve köle düğümü yanıt verir; iletişim hızı düşüktür, genellikle 19.2kbps civarındadır.
• Uygulama:Yüksek iletişim oranları gerektirmeyen bazı pil yönetim sistemlerinde, BMS'nin köle ve ana modüllerini bağlamak için kullanılabilir.

SPI otobüsü

• Tanımlama:SPI (Serial Peripheral Interface) otobüsü, mikro denetleyici ve çevresel cihazlar arasındaki iletişim için yaygın olarak kullanılan yüksek hızlı senkronizasyonlu bir seri arayüzdür.
• Özellikleri:Bir master-slave yapısına sahiptir ve master düğüm veri aktarımını kontrol eder; iletişim hızı yüksek, birkaç Mbps'e kadar veya daha yüksek;veri aktarımının yüksek güvenilirliğini sağlamak için eşzamanlı iletişim yöntemi kabul edilir..
• Uygulama:BMS'nin iç iletişiminde, ana kontrol modülünü bazı yüksek hızlı veri alma yongalarına veya sensörlerine vb. bağlamak için kullanılabilir.

I2C otobüsü

• Tanımlama:I2C (Inter-Integrated Circuit) otobüsü, mikro denetleyicileri ve çevresel cihazları bağlamak için kullanılan iki telli bir seri otobüsdür.
• Özellikleri:Basit ve düşük maliyet özelliklerine sahiptir; çoklu ana yapıyı benimser ve aynı anda birden fazla cihaz ana cihaz olarak kullanılabilir; iletişim hızı nispeten düşüktür,Genellikle 100kbps-400kbps arasında.
• Uygulama:Genellikle BMS'deki bazı basit iletişim için kullanılır, örneğin ana modülü köle modülüne bağlamak, sıcaklık sensörü vb.

Kablosuz iletişim arayüzü ve protokolü

Bluetooth

• Tanımlama:2.4GHz frekans bandında çalışan kısa menzilli kablosuz iletişim teknolojisidir.
• Özellikleri:Düşük güç tüketimi, düşük maliyet ve kullanımı kolay özelliklerine sahiptir; cihazlar arasındaki hızlı bağlantıyı ve veri aktarımını gerçekleştirebilir;birden fazla cihazın eşzamanlı bağlantısını destekler..
• Uygulama:BMS ve mobil cihazlar arasındaki iletişim için kullanılabilir, kullanıcıların cep telefonu veya tablet gibi cihazlar aracılığıyla gerçek zamanlı olarak pil durumunu izlemelerini ve yönetmelerini sağlar.Aynı zamanda elektrikli araçların BMS sistemleri ile araç dışı izleme ekipmanları arasında kablosuz iletişim için de kullanılabilir., vb.

ZigBee

• Tanımlama:IEEE 802'ye dayanan düşük güçlü, kısa menzilli kablosuz iletişim teknolojisidir.15.4 standart.
• Özellikleri:Düşük güç tüketimi, düşük maliyet, yüksek kapasite, yüksek güvenilirlik ve çoklu hop yönlendirmesi özelliklerine sahiptir; büyük ölçekli kablosuz sensör ağı oluşturabilir.
• Uygulama:Düşük güç tüketimi gereksinimleri ve kısa iletim mesafeleri olan akü yönetim sistemleri için uygundur, örneğin akıllı evlerdeki akü ekipman yönetimi,Küçük pil enerji depolama sistemlerinin izlenmesi, vb.

Wi-Fi

• Tanımlama:IEEE 802.11 standardına dayalı kablosuz ağ iletişim teknolojisidir.
• Özellikleri:Uzun mesafeli kablosuz iletişimi sağlayabilen yüksek hızlı veri iletim yeteneklerine sahiptir; yerleştirilmesi ve genişletilmesi kolaydır ve kolayca internete erişebilir.
• Uygulama:BMS ile uzaktan izleme merkezi arasında veri aktarımı için kullanılabilir ve batarya paketinin uzaktan izlenmesini ve yönetimini gerçekleştirir.Ayrıca elektrikli araç şarj istasyonu ile BMS arasındaki iletişim için de kullanılabilir., ücret yönetimini ve programlamayı kolaylaştırır.

Diğer gelişen iletişim protokolleri

5G İletişim Teknolojisi

• Tanımlama:5G, yüksek hız, düşük gecikme ve büyük kapasite özelliklerine sahip beşinci nesil mobil iletişim teknolojisidir.
• Özellikleri:Çok yüksek veri iletim hızı (teorik olarak 10Gbps'ye kadar veya daha yüksek) ve çok düşük gecikme (1ms kadar düşük),Büyük cihazların eşzamanlı bağlantısını ve gerçek zamanlı veri aktarımını sağlayan.
• Uygulama:BMS'nin uzaktan izleme, veri analizi ve akıllı yönetimi için daha güçlü iletişim desteği sağlar.Enerjinin verimli tahsis edilmesi ve optimize edilmesi için büyük ölçekli dağıtılmış enerji depolama sistemlerinin kümesi kontrolü ve yönetimi için kullanılabilirElektrikli araçların V2G (Vehicle-to-Grid) teknolojisine de uygulanabilir ve araç ile elektrik şebekesi arasında verimli ve gerçek zamanlı iletişim ve enerji etkileşimini sağlayabilir.

Kenar Bilgisayar İletişim Protokolü

• Tanımlama:Edge Computing, bilgisayar gücünü ve veri depolamasını ağın kenarına taşıyan bir bilgisayar modelidir.İlgili iletişim protokolleri, kenar cihazlar arasındaki verimli iletişim ve veri etkileşimini elde etmek için tasarlanmıştır..
• Özellikleri:Veri iletim gecikmesini azaltabilir, gerçek zamanlı veri işlemini ve verimliliğini artırabilir; çoklu heterojen ağların yakınlaşmasını ve birlikte çalışmasını destekler.
• Uygulama:BMS'de, enerji depolama ekipmanları, invertörler, BMS'ler vb. gibi kenar cihazlar arasında düşük gecikme iletişim ve işbirliğiyle kontrol gerçekleştirilebilir.Enerji depolama sisteminin genel performansını ve güvenilirliğini artırmak.

CAN FD

• Tanımlama:CAN FD (Gümüş Veri Hızı), geleneksel CAN otobüslerine dayanan genişletilmiş bir protokoldür.CAN otobüsleriyle uyumluluğu korurken daha yüksek veri iletim hızlarını ve daha büyük veri çerçeve uzunluklarını destekleyebilir.
• Özellikleri:Veri bağlantısı katmanında 8Mbps'ye kadar esnek bir veri iletim hızı tanıtıldı; veri çerçevesinin uzunluğu değişken ve en fazla 64 bayt yararlı yükü destekleyebilir.
• Uygulama:Elektrikli araçlarda, özerk araçlarda ve daha yüksek veri iletim hızları ve gerçek zamanlı gereksinimleri olan diğer alanlarda BMS uygulamaları için uygundur.karmaşık çalışma koşullarında pil sistemlerinin hızlı veri elde etme ve kontrol ihtiyaçlarını daha iyi karşılayabilir.

CCS (Kompak İletişim Hizmeti)

• Tanımlama:CCS, gömülü sistemler için tasarlanmış verimli bir iletişim hizmeti protokolüdür.
• Özellikleri:Basitlik, verimlilik ve güvenilirlik özelliklerine sahiptir; genişletmek ve sürdürmek kolay olan nesne odaklı tasarım kavramını benimser.
• Uygulama:Bazı yüksek kaliteli elektrikli araç BMS'lerinde, CCS, BMS ile araç kontrol ünitesi arasındaki hızlı ve güvenilir iletişimi elde etmek için kullanılır ve bu da aracın güç performansını ve güvenliğini artırır.

Özel protokol

• Tanımlama:Özel pil sistemleri ve uygulama senaryoları temelinde geliştirilen özel bir iletişim protokolü.
• Özellikleri:Belirli ihtiyaçları ve işlevleri karşılayabilir, yüksek esnekliğe ve uyarlanabilirliğe sahiptir; gerçek uygulamalara göre sürekli olarak optimize edilebilir ve yükseltilebilir.
• Uygulama:Havacılık, askeri ve diğer alanlar gibi iletişim protokolleri için özel gereksinimleri olan bazı pil uygulamaları için uygundur.Ayrıca yenilikçi veya özel işlevlere sahip bazı pil sistemleri.

BMS iletişim arayüzlerinin ve protokollerinin gelişim eğilimleri

• Daha yüksek veri iletim hızı ve bant genişliği:Batarya sistemi ölçeğinin sürekli genişlemesi ve veri alımının doğruluğunun iyileşmesiyle,İletişim arayüzlerinin ve protokollerinin veri iletim hızı ve bant genişliği için daha yüksek gereksinimler sunulurGelecekteki BMS iletişim teknolojisi, pil sistemlerinin gerçek zamanlı izleme ve kontrol ihtiyaçlarını karşılamak için daha yüksek veri hızlarını ve daha büyük bant genişliğini destekleme yönünde gelişecektir.
• Daha güçlü bir müdahale karşıtı yetenek ve güvenilirlik:Pil sistemleri genellikle karmaşık elektromanyetik ortamlarda çalışır ve iletişim arayüzleri ve protokollerinin daha güçlü bir müdahale karşıtı yeteneğe ve güvenilirliğe sahip olması gerekir.Gelişmiş sinyal modülasyon teknolojisini benimseyerek, hata düzeltme kodlama algoritmaları ve yedek tasarım, iletişim sisteminin müdahale karşıtı performansı ve güvenilirliği iyileştirilir,ve sert ortamlarda pil sisteminin istikrarlı çalışması sağlanır.
• Daha düşük güç tüketimi ve maliyet:Bazı taşınabilir elektronik cihazlarda ve küçük pil enerji depolama sistemlerinde, iletişim arayüzleri ve protokolleri için güç tüketimi ve maliyet gereksinimleri yüksektir.,düşük güç ve düşük maliyetli iletişim teknolojileri ve tasarım çözümleri, örneğin enerji toplama teknolojisi kullanımı, iletişim protokol yığını optimizasyonu vb. sürekli olarak araştırılacak.İletişim güç tüketimini ve BMS maliyetini azaltmak için.
• Daha iyi uyumluluk ve interoperabilite:Pil sistemlerinin giderek daha fazla entegrasyonu ve ağlanması ile birlikte, farklı üreticilerin BMS cihazları arasındaki iletişim uyumluluğu ve interoperabilite giderek daha önemli hale geldi. Formulating unified communication standards and protocol specifications to promote the interconnection between equipment of different manufacturers will help promote the development and application of battery technology.
• Gelişen teknolojilerle derin entegrasyon:BMS iletişim arayüzleri ve protokolleri, yapay zeka, kenar bilişim, büyük veri vb. gibi diğer gelişen teknolojilerle derinlemesine entegre edilecek.Batarya yönetimini daha akıllı ve daha verimli hale getirmek içinÖrneğin, iletişim protokollerine yapay zeka algoritmaları dahil ederek, iletişim verilerinin akıllı analizi ve işlenmesi gerçekleştirilebilir.Batarya sistemlerinin hata teşhisi ve tahmin yetenekleri iyileştirilebilir.· Kenar bilgisayar teknolojisi, bazı veri işleme ve kontrol işlevlerini ağın kenarına batırmak için kullanılabilir, böylece iletişim gecikmeleri azaltılabilir.ve sistemin gerçek zamanlı ve yanıt hızını iyileştirmek.

Özetle

BMS'nin iletişim arayüzleri ve protokolleri, pil yönetim sisteminin vazgeçilmez bir parçasıdır.Enerji kullanımı verimliliğinin iyileştirilmesiKabloludan kablosuzuna, gelenekselden gelişen enerji endüstrisine,BMS'de çeşitli iletişim arayüzlerinin ve protokollerinin uygulanması, farklı uygulama senaryolarına ve teknolojik gelişme ihtiyaçlarına adapte olmak için çeşitliliğini ve esnekliğini göstermektedir.Gelecekte, teknolojinin sürekli yeniliği ve ilerlemesi ile birlikte, BMS'in iletişim arayüzleri ve protokolleri daha yüksek performans yönünde gelişecek.Daha akıllı ve güvenilir bir yol., yeni enerji endüstrisinin sürdürülebilir gelişimine güçlü bir destek vererek ve küresel enerjinin sürdürülebilir gelişimine ulaşmaya yardımcı olmak.