カスタムバッテリー管理システム (BMS) 設計

バッテリー管理システム(BMS)はリチウムイオン電池の頭脳です。 CM Batteries弊社のCTOである王は、20年以上の経験を有しています。 バッテリー管理システム設計エネルギー損失が最小限で品質が安定した BMS ハードウェアとソフトウェアを専門とする会社です。バッテリー管理システムは、個々のセルの動作状態を監視し、過充電、過放電、過熱、短絡保護を防止する高度な安全機能を提供します。

さらに、当社のバッテリー管理システム設計は、包括的な監視を提供します。 カスタムリチウムイオンバッテリーパックセル電圧の追跡、セルのバランス調整、およびアプリとPCソフトウェアの操作マニュアル2024バージョンコンピューターによるバッテリーパック全体の詳細な健康状態の読み取りなどが含まれます。 (クリックしてダウンロード).

  • 通信プロトコル: TCP、UART、CAN (250k-1MB)、RS485。
  • プロのR&Dチーム: CMBエンジニアリングチーム 豊富な経験を持つ バッテリー管理システム設計 10年間にわたり、さまざまなリチウムイオン電池パック用途に使用されています。
  • サービスをカスタマイズする: CMB 各顧客のニーズに合わせて独自の BMS ソリューションをカスタマイズします。
  • 評判の高いMOSとIC: CMBのバッテリー管理システム (BMS) は、RICOH、Seiko、TI、BQ などの評判の高いチップセットを使用して構築されています。
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バッテリー管理システム設計ソリューション

CM Batteries は、お客様のために何百もの BMS ソリューションを設計してきました。各カスタム バッテリー パック ソリューションには、独自の動作モードと電子パフォーマンスの要件があります。各バッテリー パックのカスタム バッテリー パック設計によってのみ、信頼性と安全性が向上します。
  • セルシリーズ

    セルシリーズ

    1Sから64S

  • 電圧

    電圧範囲

    3.7V~400V

  • 連続放電電流

    連続放電電流

    連続放電電流最大200A

  • アイコン-バッテリータイプ

    バッテリタイプ

    NCMおよびLFP(リン酸鉄リチウム)バッテリー

  • アイコン-通信-インターフェース

    通信インタフェース

    RS485、CAN、UART、TCPなどの通信プロトコル

13SリレーBMSソリューションと互換性あり

  • 寸法:180mm * 100mm * 20mm
  • 連続充電/放電電流:100A
  • ウェイクアップ方法: スイッチウェイクアップ(DIポート信号)、通信ウェイクアップ(CAN/UART)
  • 機能: 暖房、結露、LEDライトボード、スイッチ
  • 通信方法: 絶縁CAN(250k-1Mbps)、非絶縁UART(ホストコンピュータ用)
  • 温度モニタリングデュアルNTCセンサー(-20℃~+85℃、精度±2℃)とパッシブバランシングを搭載:バランシング電流(30mA)。起動しきい値:セル電圧差≥30mV。
13SリレーBMSソリューションと互換性あり
17~30シリーズのリレーBMSソリューションと互換性あり

17-30SリレーBMSソリューションと互換性あり

  • 寸法:185mm * 95mm * 30mm
  • 最大充電および放電電流: 実際のリレーによると
  • ウェイクアップ方法: 充電ウェイクアップ、スイッチウェイクアップ、通信ウェイクアップ
  • 機能: 暖房、結露、LCD、LEDライトボード、スイッチ
  • 通信方法: Bluetooth、絶縁型 485、CAN。非絶縁型 UART (ホスト コンピュータ用)
  • 温度モニタリング: バランス調整機能とNTC(負温度係数)サーミスタを搭載
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バッテリー管理システムの設計について知っておくべきことすべて

カスタムバッテリー管理システムの利点

  • アプリと上位コンピューターでバッテリーパックの健康状態を監視
  • OTAファームウェアアップデート
  • 過放電と過充電保護による多重保護
  • バッテリーパックの自己消費を抑えるディープスリープモード
  • 複数の通信プロトコル: CAN、RS485、UART

BMS 関数

基本的な機能

  • バッテリーパックの高電圧サンプリング
  • バッテリーパックの現在のサンプル
  • バッテリーパックの温度サンプリング
  • バッテリーセルの電圧サンプリング
  • バッテリーセルの温度サンプリング
  • 過電圧保護
  • 過電流保護
  • 過熱保護
  • 絶縁検出
  • 高電圧インターロック(HVIL)

コア機能

  • バッテリーバランス
  • 充電状態(SOC)の計算
  • 健康状態(SOH)の計算
  • 静的電力状態(SOP)の計算
  • 動的電力状態(SOP)の計算

アプリケーション関連機能

  • 衝突検出
  • 車両充電
  • 急速充電
  • 充電器の状態の監視
  • 熱状態/需要
  • 自動冷却制御
  • 自動加熱制御
  • プリチャージ
  • ウェイク/スリープモード
  • 接触器の状態監視
  • 車両制御ユニット(VCU)通信
  • 車両充電器通信
  • 急速充電通信
  • 障害診断
  • ソフトウェアの更新と調整

BMSの種類

パッシブバランシング

  • パッシブ バランシングは、バッテリー管理システムの設計でよく使用される方法です。
  • 過充電されたセルからの余分なエネルギーを熱として放散するために抵抗器に依存します。
  • パッシブバランスはコスト効率が高くシンプルですが、アクティブバランスほど効率的ではない場合があります。

アクティブバランシング

  • アクティブ バランシングでは、スイッチやコンデンサなどの電子部品を使用してエネルギーを再分配します。
  • これは受動的な方法よりも効率的で、より高速かつ正確なバランス調整を実現します。
  • アクティブ バランシングは通常、高性能または高容量のバッテリー システムに好まれますが、コストが高くなる可能性があります。

BMS トポロジ

BMS トポロジ
トポロジー 説明 優位性 デメリット 検査に対応
一元化 単一の制御ユニットがバッテリーパック全体を監視および制御します シンプルで簡単に実装可能 信頼性が低く、配線がかさばる  電動工具、知能ロボット、IoTスマートホーム、電動フォークリフト、電動自転車、電動ゴルフカートなど。
分散 各バッテリーパックには独自のBMSボードが搭載されています より信頼性が高く、拡張性に優れている より複雑で高価 電気自動車、ボートなど
モジュラー 個別のBMSを備えたモジュールに分割されたバッテリーグループ 柔軟性、拡張性 より複雑で、コミュニケーションが必要 コンテナ型エネルギー貯蔵システム(EMS)、エネルギー貯蔵発電所等

BMS通信プロトコル

CAN バス (コントローラ エリア ネットワーク)

CAN バス (コントローラ エリア ネットワーク)

  • CAN バスは堅牢で信頼性の高い通信プロトコルです。コンポーネント間のリアルタイムのデータ交換を可能にし、バッテリー システム内でのシームレスな調整を保証します。
  • CAN バスは、高いデータ転送速度、フォールト トレランス、複雑な BMS アプリケーションへの適合性で知られています。

UART (ユニバーサル非同期送受信機)

  • UART は基本的な通信プロトコルです。シリアル データの送信が可能です。シンプルで実装が簡単なことで知られています。
  • UART は BMS 内の基本的な通信タスクによく使用され、コンポーネント間でデータを交換する簡単な方法を提供します。
UART (ユニバーサル非同期送受信機)
RS485 (推奨標準 485)

RS485 (推奨標準 485)

  • RS485 は、より長い通信距離とノイズ耐性を必要とするアプリケーション向けの BMS で広く採用されている通信規格です。
  • マルチノード システムに適しており、差動信号を提供するため、電気的にノイズの多い環境でも信頼性の高いデータ伝送が保証されます。

TCP(伝送制御プロトコル)

  • TCP は、BMS でリモート監視および制御によく使用されるネットワーク通信プロトコルです。インターネットまたはローカル ネットワーク経由で安全かつ秩序あるデータ転送を可能にします。
  • TCP は、BMS データからのリモート アクセスでデータの整合性と信頼性を保証します。
TCP(伝送制御プロトコル)

カスタムバッテリー管理システムの設計に影響を与える主な要因

At CM Batteries当社のエンジニアリング チームは常にお客様のニーズを満たす BMS ソリューションの設計に全力を尽くしています。

バッテリー特性:

  • 化学物質: 入力電圧が異なると化学物質も異なります。
  • 放電および充電電流: 特定の放電および充電電流のニーズは、 バッテリー管理システム設計.
  • 特殊機能: 温度、短絡、バランス、弱電流のニーズを考慮します。

安全性:

  • 保護: 過充電、過放電、短絡、熱暴走の保護。

パフォーマンス:

  • バランス調整: セルのバランスの取れた充電を保証し、バッテリー寿命を延ばします。
  • 推定: バッテリーの状態を把握し、寿命を予測するための SOC (充電状​​態) と SOH (健全性状態) の推定。
  • 監視: セル電圧、温度、内部抵抗の監視。

ユーザーインタラクション:

  • インターフェース: グラフィカル ユーザー インターフェース (GUI) またはその他の対話方法。

信頼性:

  • 冗長性: 重要なコンポーネントの冗長設計。
  • フェイルセーフ: 障害のリスクを軽減するフェイルセーフ メカニズム。

環境適応性:

  • 要因: 極端な温度、湿度、衝撃、振動に対する耐性。
  • コンポーネントの選択: 過酷な環境に耐えるコンポーネント。

スケーラビリティ:

  • 設計: 将来のバッテリー構成の拡張をサポートします。

企業コンプライアンス:

  • 規格: UL、IEC などの安全性および業界規格に準拠。
  • 規制: アプリケーションまたは業界に適用される特定の規制の遵守。

ファームウェアとソフトウェア:

  • 開発: 特定のニーズに合わせてカスタマイズされたファームウェアとソフトウェア。

保守性:

  • 計画: メンテナンスおよび修理計画。
  • アクセシビリティ: 安全なアクセスと修復。

カスタマイズ

当社の設計チームは、ほぼあらゆるデバイスやマシン向けにカスタム バッテリー設計を作成できます。

 

タイムリーな配達

当社の効率的な生産および流通プロセスにより、お客様の製品がタイムリーにお届けされます。

品質保証

当社は当社の製品を支持し、お客様がご購入に満足していただけることを保証します。