Das Batteriemanagementsystem (BMS) steuert den Betriebsstatus der Batterie über eine endliche Zustandsmaschine, reagiert auf externe Befehle und erkennt verschiedene interne Zustände des Batteriesystems. Im Folgenden sind einige gängige Betriebsarten und ihre Eigenschaften aufgeführt:
1. Energiesparmodus (Schlafmodus).
In diesem Modus wird die Batterie durch Öffnen des Schützes von der Last getrennt und der Batteriestrom ist Null. Das System zielt darauf ab, den Energieverbrauch von Hochspannungsbatteriepaketen zu minimieren und Stromquellen zu steuern. Aufgrund der Abschaltung des Batteriesystems besteht keine Notwendigkeit, Batteriespannung und -temperatur zu überwachen. Alle Überwachungsschaltkreise und ICs befinden sich in einem hochohmigen Zustand, der Kommunikationsbus ist inaktiv, der Mikroprozessor ist ausgeschaltet und so viele Schaltkreise wie möglich sind ausgeschaltet.
Anwendungsszenarien:
Beim Ausschalten der Zündung eines Elektrofahrzeugs.
Funktion:
Wachen Sie regelmäßig aus dem Schlafmodus auf, um den Batteriezustand einzuschätzen und den Gleichgewichtszustand zu überprüfen.
In der Hardware ist eine Echtzeituhr oder ein Timer-Schaltkreis erforderlich, der die „Wecker“-Funktion unterstützt und über den I2C- oder SPI-Bus eingestellt wird.
2. Ruhezustand (Standby).
In diesem Modus ist die Batterie weiterhin von der Last getrennt, die Überwachungsschaltung ist jedoch wirksam. Die Batteriespannung und -temperatur werden gemessen und Fehlererkennungsalgorithmen sowie Algorithmen zur Schätzung des Ladezustands werden ausgeführt. Dieser Zustand ermöglicht die Überprüfung des Zustands der Batteriezellen und des gesamten Systems bei abgeklemmtem Batteriesystem und verhindert das Laden und Entladen.
Anwendungsszenarien:
Stellen Sie sicher, dass das System sicher ist, bevor Sie das Schütz während des Systemstarts und -herunterfahrens schließen.
Funktion:
Bei der Kommunikationsbusaktivität handelt es sich um den Austausch von Informationen zwischen Batterien, Lasten und anderen Geräten im Netzwerk.
In diesem Zustand kann der Einheitenausgleich durchgeführt werden.
3. Vorlade- oder Softstart-Modus
In diesem Modus sollten andere Geräte am Hochspannungsbus damit rechnen, dass die Busspannung auf die Batteriespannung ansteigt, dürfen jedoch keinen Strom vom Bus verbrauchen, um einen Fehler beim Vorladen zu verhindern. Die Schließsequenz des Schützes wird durch einen externen Befehl ausgelöst, der an die Batterie angeschlossen ist.
Anwendungsszenarien:
Stellen Sie beim Starten eines Elektrofahrzeugs sicher, dass die Spannung des Hochvoltbusses stetig ansteigt.
Funktion:
Dieser Zustand endet, wenn die Schließsequenz des Schützes erfolgreich abgeschlossen wurde oder wenn während des Versuchs ein Fehler erkannt wird.
4. Online-Status
In diesem Modus ist die Batterie mit der Last oder dem Ladegerät verbunden. Viele Anwendungen wie Netzspeicher und Hybridfahrzeuge nutzen zum Laden und Entladen von Batterien dasselbe Gerätenetzwerk, sodass kein Unterschied zwischen Lade- und Entlademodus besteht. Andere Systeme mit separaten Lasten und Ladegeräten verwenden möglicherweise unterschiedliche Modi, um die einzelnen Geräte anzuschließen.
Anwendungsszenarien:
Der Lade- und Entladestatus von batterieelektrischen Fahrzeugen.
Funktion:
Es kann ein Fehlerzustand vorliegen, bei dem das System nach Fehlercodes abgefragt und Diagnoseroutinen ausgeführt werden können, das System das Schütz jedoch nicht schließen kann, bis ein Löschbefehl zum Verlassen des Fehlerzustands ausgeführt wird.
5. Fehlerstatus
In diesem Modus bleibt die Batterie aufgrund von Problemen mit dem Batteriesystem bei geöffnetem Schütz im Leerlauf, reagiert jedoch nicht auf bestimmte Befehle.
Anwendungsszenarien:
Wenn das Batteriesystem eine Fehlfunktion aufweist.
Funktion:
Das System kann nach Fehlercodes abgefragt und Diagnoseroutinen ausgeführt werden.
Das System kann das Schütz nicht schließen, bis ein Löschbefehl zum Verlassen des Fehlerzustands ausgeführt wird.
Angelegenheiten, die Aufmerksamkeit erfordern:
Vermeiden Sie endlose Zyklen zwischen falschen Zuständen und Versuchen, die Batterie anzuschließen.
Wenn bestimmte Batteriefehler automatisch behoben werden und ein Versuch zur Rückkehr in den Online-Status ausgelöst wird, kann diese Situation auftreten.
Epilog
Der Betriebsmodus des Batteriemanagementsystems deckt verschiedene Situationen vom geringen Stromverbrauch bis zum Online-Status ab und stellt so sicher, dass das Batteriesystem unter verschiedenen Bedingungen sicher und zuverlässig arbeiten kann. Durch eine angemessene Zustandsverwaltung und Fehlererkennung kann die Batterielebensdauer effektiv verlängert und die Gesamtleistung und Zuverlässigkeit des Systems verbessert werden.