Farklı BMS mimarisi türleri: merkezi, modüler ve dağıtılmış

Yeni enerji endüstrisinin patlak verdiği bir anda, pil yönetim sistemi (BMS) pil sisteminin temel bileşenidir.ve mimari tasarımı performansında çok önemli bir rol oynar.Günümüzde BMS mimarileri esas olarak üç tipte ayrılır: merkezi, modüler ve dağıtılmış.Her mimarinin kendi benzersiz özellikleri ve uygulanabilir senaryoları vardır.Aşağıdakiler ayrıntılı olarak ele alınacak.

Merkezi BMS mimarisi

Tanımlama ve yapı

Merkezileştirilmiş bir BMS, tüm kontrol ve yönetim işlevlerini bir ana kontrol ünitesine merkezileştirir ve genellikle bir ana kontrol panosu tüm pil paketini izler ve yönetir.Ana kontrol birimi, her bir pil hücresini alma hattı ile bağlar., voltaj, sıcaklık ve diğer verileri toplar ve önceden ayarlanmış kontrol stratejisine göre dengeli yönetim ve koruma yapar.

Avantaj

• Basit yapı ve düşük maliyet:Tüm işlevler tek bir denetleyiciye yoğunlaşmıştır, donanım tasarımı basittir ve üretim maliyeti düşüktür.Elektrikli bisikletler, vb.
• Temizlik ve yükseltme kolay:Sadece bir ana kontrol ünitesi gereklidir, bakım ve yükseltme daha uygundur.
• Veri kümesi, analiz edilmesi kolay:Tüm batarya verileri tek bir denetleyiciyle işlenir ve bu da birleşik analiz ve karar vermeyi kolaylaştırır.

Dezavantajı

• Düşük güvenilirlik:Tek nokta arızası riski yüksektir. Ana kontrol ünitesi arızalanırsa, tüm sistem kapanabilir.
• Karmaşık iletişim hatları:Merkezileştirilmiş BMS'de, müdahaleye ve istikrarsız sinyal iletimine eğilimli birçok iletişim hattı vardır.
• Kötü ölçeklenebilirlik:Büyük kapasiteli veya büyük ölçekli batarya paketleri olan uygulamalar için uygun değildir.

Dağıtılmış BMS mimarisi

Tanımlama ve yapı

Dağıtılmış bir BMS, kontrol ve yönetim işlevlerini, her biri bir veya daha fazla pil hücresinin yönetiminden sorumlu olan birden fazla denetleyiciye dağıtır.Ana kontrol birimi, dağıtılmış bir yönetim mimarisi oluşturmak için her köle kontrol biriminin çalışmasını koordine etmekten sorumludur..

Avantaj

• Yüksek güvenilirlik:Dağıtılmış bir yapıda, denetleyici arızası tüm sistemin çalışmasını etkilemez ve tek nokta arızası riski düşüktür.Büyük elektrikli araçlar gibi senaryolar için uygundur, hibrit araçlar, yakıt hücreli araçlar ve yüksek güvenilirlik gerektiren büyük ölçekli enerji depolama sistemleri.
• Basit bir iletişim hattı:İletişim yükü dağılmış ve güçlü bir müdahale karşıtı yeteneğe sahiptir.
• İyi ölçeklenebilirlik:Büyük kapasiteli pil paketleri için uygun olan pil hücreleri, talebe göre artırabilir veya azaltabilir.

Kötülükler

• Karmaşık yapı ve yüksek maliyet:Her bir pil hücresi bağımsız izleme ve kontrol modülleri gerektirir ve donanım ve yazılım tasarımı karmaşıktır ve maliyeti yüksektir.
• Bakım ve yükseltme zor:Dağıtılmış bir yapıda, her bir denetleyicinin bakımı ve yükseltilmesi daha yüksek teknik desteği gerektirir.
  Veriler dağıtıldı ve analiz edilmesi zordur: veriler birden fazla denetleyicide dağıtıldı ve birleşik bir iletişim protokolü ve veri işleme algoritması gereklidir.

Modüler BMS mimarisi

Tanımlama ve yapı

Modüler BMS merkezi ve dağıtılmış arasında bir çözümdür.İletişim ve koordinasyon için dağıtılmış mimarisi olan modüller.

Avantaj

• Yüksek esneklikModüler tasarım, modüllerin sayısını ve işlevini gereksinimlere göre esnek bir şekilde ayarlayabilir ve orta ve büyük pil paketleri için uygundur.Özellikle esneklik ve ölçeklenebilirlik gerektiren senaryolarda, örneğin hibrit araçlar, şebeke enerji depolama sistemleri ve akıllı şebeke uygulamaları.
• Güçlü ölçeklenebilirlik:büyük kapasiteli batarya paketlerinin genişlemesini desteklerken belirli bir maliyet etkinliğini korur.
  Temizlik kolay: Her modül bağımsız olarak çalışır ve tüm sistemi etkilemeden bakım ve yükseltmeler sırasında ayrı ayrı işlenebilir.

Dezavantajı

• Yapı nispeten karmaşıktır:modüler BMS, merkezi ve dağıtılmış özelliklerini birleştirir ve donanım ve yazılım tasarımı nispeten karmaşıktır.
• Daha yüksek maliyet:Maliyeti dağıtılmış BMS'den daha düşük olmasına rağmen, merkezi BMS'den daha yüksektir.
  İletişim koordinasyonu zordur: modüller arasındaki iletişim ve koordinasyon verimli protokol desteği gerektirir, aksi takdirde sistem performansını etkileyebilir.

Üç mimarinin karşılaştırılması

Özet ve seçim önerileri

Bir BMS mimarisi seçerken, kullanıcıların belirli uygulama senaryolarını ve ihtiyaçlarını tartmaları gerekir:

• Merkezi BMS:Elektrikli aletler, akıllı evler, elektrikli bisikletler ve küçük enerji depolama sistemleri gibi küçük, basit pil sistemleri için uygundur, düşük maliyetli ve bakımı kolaydır.
• Dağıtılmış BMS:Büyük elektrikli araçlar, hibrit araçlar, yakıt hücresi araçları ve büyük ölçekli enerji depolama sistemleri gibi büyük ve karmaşık pil sistemleri için uygundur.Daha yüksek güvenilirlik ve ölçeklenebilirlik sağlar, ama daha yüksek maliyetlerle.
• Modüler BMS:Merkezi ve dağıtılmış akülerin avantaj ve dezavantajlarını dikkate alır ve esneklik ve ölçeklenebilirlik gerektiren orta ve büyük akü paketleri için uygundur.Örneğin hibrit araçlar., ağ enerji depolama sistemleri ve akıllı ağ uygulamaları.

Gelecekte, yeni enerji teknolojilerinin sürekli gelişmesiyle birlikte, BMS mimari biçimleri de farklı senaryoların ihtiyaçlarını karşılamak için daha çok çeşitlenecek.