Batteriemanagementsystem (BMS) - Branchenentwicklungsanalyse

Markttrends und Anwendungsperspektiven für globale Batteriemanagementsysteme 2023-2024

Batteriemanagementsystem (BMS) Definition und Kernfunktionen

Das Batteriemanagementsystem (BMS) ist ein elektronisches System zur Überwachung und Steuerung der Leistung von Batterien, dessen Hauptziel es ist, den sicheren Betrieb von Batterien zu gewährleisten.die Lebensdauer verlängern und die Energieeffizienz verbessern.

Überwachung des Zustands der Batterie

Echtzeit-Erfassung von Batterieparametern wie Spannung, Strom, Temperatur usw. zur Beurteilung des Zustands (SOC) und der verbleibenden Lebensdauer (SOH) der Batterie.

Steuerung der Ladung und Entladung

Steuern Sie den Lade- und Entladungsprozess genau nach dem Zustand der Batterie und dem externen Bedarf, um eine Überladung oder Überentladung zu vermeiden und die Lebensdauer der Batterie zu verlängern.

Ausgeglichene Verwaltung

Die Spannungsdifferenz zwischen den Batteriezellen wird aktiv oder passiv ausgeglichen, um eine Überladung oder Entladung der einzelnen Batteriezellen zu verhindern.

Wärmewirtschaft

Überwachung der Batterie­temperatur und Aufrechterhaltung der entsprechenden Betriebstemperatur durch Wärmeabbau­ oder Heizmaßnahmen, um eine stabile Batterie­leistung zu gewährleisten.

Sicherheit

Einrichtung mehrerer Schutzmechanismen (z. B. Überstrom-, Überspannungs- und Kurzschlussschutz), um rechtzeitig Maßnahmen zu ergreifen, um eine Schädigung der Batterie unter abnormalen Bedingungen zu verhindern.

Datenerfassung und Kommunikation

Aufzeichnung historischer Daten des Akkubetriebs und Austausch von Daten mit anderen Systemen über eine Kommunikationsoberfläche zur Realisierung von Fernüberwachung und -verwaltung.

Entwicklung der Batteriemanagementsysteme in der Industrie 2023-2024

Tiefe Integration von Künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen

• Batterie-Management-Systeme (BMS) realisieren mittels KI- und Machine-Learning-Technologien vorausschauende Wartung und adaptive Steuerung.Algorithmen auf Basis von Deep Learning können den Zustand der Batterie (SOH) und die verbleibende Kapazität (SOC) genauer vorhersagen, und einige Automobilhersteller haben BMS mit Selbstlernfunktionen eingeführt, die Managementstrategien dynamisch anhand von Fahrgewohnheiten und Umweltbedingungen anpassen können.
• Die KI kann auch Lade- und Entladestrategien optimieren, um die Akkulaufzeit um mehr als 20% zu verlängern.Das BMS unterstützt intelligente Diagnose und Entscheidungsfindung für den gesamten Lebenszyklus der Batterie.

Durchbruch bei der Anwendung der drahtlosen BMS-Technologie

• Wireless-Kommunikationstechnologien (z. B. Zigbee, Bluetooth) ersetzen allmählich traditionelle Kabel, wodurch die Komplexität des Systems reduziert und die Flexibilität erhöht wird.Die Einführung des drahtlosen BMS durch Wuling Automobile hat die Anzahl der Überwachungssysteme um 90% reduziert., und senkte die Ausfallrate durch drahtlose Überwachung des Batteriezellstatus in Echtzeit signifikant.
• Darüber hinaus unterstützt das drahtlose BMS Fernüberwachung und OTA-Upgrades, ist für verteilte Energiespeichersysteme geeignet,und kann mit der Cloud-Plattform integriert werden, um eine globale Optimierung der Batteriedaten zu erreichen.

Mehrdimensionale Innovationen in der thermischen Bewirtschaftungstechnologie

Als Reaktion auf die Gefahr einer Wärmeabnahme in Batterien mit hoher Energiedichte hat sich die Wärmemanagementtechnologie von BMS in Richtung einer aktiven mehrdimensionalen Wärmeabgabe entwickelt.Typische Fälle sind:

• Kombination von Phasenwechselmaterialien und Flüssigkeitskühlung: z. B.Die von Ningde Times entwickelte Flüssigkeitskühlplatte + Phasenwechselmaterial Wärmeabbauprogramm kann den Batterie-Temperaturunterschied innerhalb von ±2°C steuern.
• Bionisches Strukturdesign: Das 3D-Wärmeabbau-Netzwerk von Wulings Honigstock verbessert die Kühlmitteldurchflussrate und unterstützt die Temperaturstabilisierung unter kontinuierlichem Schnellladen.
• Wärme- und Stromtrennungstechnologie: Umwandelt Abwärme aus dem Aufladen in Heizenergie für die Kabine, um den Abbau im Winterbereich zu optimieren.

Popularität der modularen und verteilten Architektur

• Modulare Topologien, wie die MC33771-Chiplösung von NXP, sind aufgrund ihrer hohen Rechenleistung, Sicherheit und fehlender komplexer Verkabelungsbänder die am schnellsten wachsenden BMS-Architekturen.Verteilte Architekturen, verbessern die Reaktionsgeschwindigkeit durch lokalisierte Steuerungseinheiten und eignen sich besonders für groß angelegte Energiespeichersysteme und Nutzfahrzeugbatterien.
• Zum Beispiel verwendet Ningde Times in seinen Energiespeicherprojekten ein verteiltes BMS zur Millisekundenfehlisolierung.

Systemübergreifende Integration und Interaktion zwischen Fahrzeug und Netz (V2G)

• BMS wird in die Antriebsstränge von Fahrzeugen und in die Energiemanagementsysteme eingebunden, um eine umfassende Energiemanagementplattform zu schaffen.Das BMS von Tesla ist mit der Fahrzeugsteuerung (VCU) verbunden, um die Batterieleistung basierend auf Navigationsdaten voreingestellt zu machen.
• In der Zwischenzeit realisiert die Vehicle-to-Grid (V2G) -Technologie einen zwei-Wege-Energieaustausch im Netz über BMS.Wie zum Beispiel die Stromaustauschstation von Azera, die überflüssige Energie zurück ins Netz liefert, um die Netzstabilität zu verbessern..

Die technische Herausforderung

• Anpassungsfähigkeit der Festkörperbatterie: Bestehende BMS haben Schwierigkeiten, sich an neue Festkörperbatteriekennzeichen anzupassen.
• Mehrfachchemie-Kompatibilität: Verschiedene Batteriematerialien erfordern unterschiedliche Managementstrategien.
• Netzwerksicherheit: Verhinderung von Manipulationen von BMS-Daten und bösartigen Angriffen