Аж үйлдвэрийн болон арилжааны эрчим хүч хадгалах систем нь батерейны систем (BMS орно), EMS, PCS, агааржуулагч, галын хамгаалалтын систем, хяналт, дохиоллын систем гэх мэтээс бүрдэх бөгөөд эрчим хүч хадгалах системийн гол хяналтын нэгж болох BMS болон EMS нь батерейны менежмент болон эрчим хүчний менежментийн чухал үүрэг хариуцлагыг тус тус хүлээдэг бөгөөд тэдгээрийн үүрэг, гүйцэтгэл, програм хангамж болон техник хангамжийн тохируулга нь эрчим хүч хадгалах системийн хэрэглээний аюулгүй байдал болон хөрөнгө оруулалтын өгөөжтэй шууд холбоотой.
Батерейны удирдлагын систем (BMS): Систем дэх мэдрэгчийг хариуцаж, батерей хадгалах системийн аюулгүй байдал, тогтвортой байдал, гүйцэтгэлийг хангахын тулд тэдгээрийг хянаж, хянаж чадна.
Эрчим хүчний удирдлагын систем (EMS)Системд шийдвэр гаргах үүрэгтэй бөгөөд энэ нь ерөнхийдөө литийн батерейны эрчим хүч хадгалах цахилгаан станцуудад зориулсан зохицуулалт, хяналтын нэгдсэн эрчим хүчний удирдлагын системийг хэлдэг бөгөөд бодит цагийн хяналт, оношилгоог хэрэгжүүлдэг.
Цахилгаан хувиргах систем (PCS)системд гүйцэтгэх үүрэгтэй, эрчим хүч хадгалах станцын гол хэсэг бөгөөд батерейг цэнэглэх, цэнэггүй болгохыг хянаж, сүлжээ байхгүй үед хувьсах гүйдлийн ачааллыг шууд эрчим хүчээр хангахын тулд хувьсах гүйдлийн/тогтмол гүйдлийн хувиргалтыг гүйцэтгэдэг.
Батерейны удирдлагын систем (BMS)
BMS-ийн бүтэн нэр нь Battery Management System буюу батерейны эрчим хүчний хадгалалтын системийг удирдахад ашигладаг дэд систем юм.
Функц
BMS нь голчлон хяналтын модуль, удирдлагын модуль, холбооны модуль болон бусад хэсгээс бүрдэнэ. Үүний гол үүрэг нь батерейны хүчдэл, гүйдэл, температур, SOC болон бусад параметрүүдийг оруулаад батерейны төлөв байдлыг бодит цаг хугацаанд хянах, хянах явдал юм. Үүнээс гадна, BMS нь батерейны аюулгүй байдал, ашиглалтын хугацааг хангахын тулд батерейг хамгаалж, хянах боломжтой.
Батерейг хэт цэнэглэх, хэт цэнэггүй болгохоос сэргийлж, улмаар батерейны ашиглалтын хугацааг уртасгаж, ашиглалтын үр ашгийг дээшлүүлнэ.
Түүгээр ч зогсохгүй BMS нь өгөгдлийн шинжилгээний үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд батерейны төлөв байдлыг ажиглахын тулд батерейны SOC (үлдсэн батерейны багтаамж) болон SOH (батерейны эрүүл мэндийн байдал)-ыг тооцоолж, шинжлэх шаардлагатай бөгөөд ямар нэгэн хэвийн бус мэдээлэл илэрвэл цаг тухайд нь мэдээлэх бөгөөд ингэснээр хэрэглэгч батерей хэвийн бус байгааг цаг тухайд нь мэдэх болно.
Давхарласан мэдлэгийн архитектур
Ихэнх BMS системүүд гурван түвшний архитектуртай байдаг.
1. Доод давхарга: Боол BMU, энэ түвшний үүрэг нь голчлон батерейны элементийн хүчдэл болон температурыг олж авах, батерейны тэнцвэржүүлэх стратегийг хэрэгжүүлэх үүрэгтэй. Мэдээлэл олж авах нь хоёр дахь түвшинтэй холбооны холбоосоор дамжуулан, ихэвчлэн CAN эсвэл гинжин холбоог ашиглан холбогддог.
2. Дунд давхарга: Үндсэн хяналтын BCU, энэ түвшний гол үүрэг нь кластерын хүчдэл, гүйдэл болон кластерын тусгаарлагчийн мэдээллийг цуглуулах, батерейны блокийн хамгаалалтын контакторуудыг хянах, эхний шатны BMU-аас мэдээлэл цуглуулах, батерейны төлөв байдлыг (SoX) тооцоолох явдал юм. Мэдээллийг цуглуулж, гурав дахь шаттай холбооны сувгаар дамжуулан, ихэвчлэн CAN эсвэл Ethernet ашиглан дамжуулдаг.
3. Дээд түвшин: Ерөнхий хяналт, батерейны кластерын менежмент. Энэ түвшний гол үүрэг нь хоёрдугаар түвшний BCU-ээр дамжуулсан мэдээллийг цуглуулах, мэдээллийг хадгалах, харуулах гэх мэт бодит цагийн дохиоллын функц, гол хэлхээний таслуурын удирдлага болон холбоо барих санал хүсэлтийн функц, мөн PCS, EMS болон орон нутгийн хяналттай бодит цагийн харилцаа холбооны функцээр гүйцэтгэх явдал юм.
Техникийн шаардлага
Автомашины цахилгаан батерейны BMS-тэй харьцуулахад эрчим хүч хадгалах BMS нь илүү төвөгтэй бүтэцтэй байдаг.
Юуны өмнө, батерейны багтаамж, түвшин өөр, цахилгаан хангамжийн түвшний BMS удирдлага өндөр, цуваа болон зэрэгцээ холболтод илүү их батерей шаардлагатай.
BMS нь сүлжээнд холбогдоход илүү өндөр шаардлага тавьдаг. Сүлжээнд холбогдоход илүү өндөр шаардлага тавьдаг. Цахилгаан батерей нь батерей болон тээврийн хэрэгслийн электрон системд холбогдсон тул техникийн шаардлага бага байдаг.
Зах зээл
BMS зах зээлд гурван үндсэн төрлийн аж ахуйн нэгж оролцдог бөгөөд эдгээр нь тээврийн хэрэгсэл үйлдвэрлэгчид, цахилгаан батерей үйлдвэрлэгчид, бие даасан BMS үйлдвэрлэгчид юм. Тээврийн хэрэгсэл үйлдвэрлэгчид болон батерей үйлдвэрлэгчид нь BMS нийлүүлэгчидтэй бие даасан судалгаа, хөгжүүлэлт эсвэл хамтын ажиллагааны хэлбэрээр бизнес эрхэлдэг. BYD, Ningde Times, Guoxuan Gaoke, AVIC зэрэг дотоодын цахилгаан батерей үйлдвэрлэгчдийн ихэнх нь батерейны багц болон BMS багцуудыг нийлүүлэхийн тулд BMS+PACK зохион байгуулалтын горимыг ашигладаг. Бие даасан BMS үйлдвэрлэгчид одоогоор олон тооны оролцогчтой бөгөөд BMS бүтээгдэхүүний шугамыг олон салбарт нийлүүлэх боломжтой.
Одоогийн байдлаар Хятадын BMS салбарын тэргүүлэгч аж ахуйн нэгжүүд илэрхий давуу талтай байгаа бөгөөд 2022 онд Хятадын шинэ эрчим хүчний батерейны BMS-ийн суурилагдсан хүчин чадал нь шилдэг арван үйлдвэрлэгчийн эзлэх хувь 76.1% байна. Эдгээрээс шилдэг гурван компанид BYD, Ningde Times, Tesla нар багтаж байгаа бөгөөд эдгээр нь бүгд автомашин үйлдвэрлэгчид бөгөөд тус тус 26.4%, 16.9%, 9%-ийн эзлэх хувьтай байна. Бие даасан BMS үйлдвэрлэгчдийн эзлэх хувь харьцангуй бага бөгөөд Хятадын хамгийн том бие даасан BMS үйлдвэрлэгч Ли Синненг эзлэх хувиараа дөрөвдүгээрт жагссан боловч нийт эзлэх хувь ердөө 6.7% байна.
Үндсэн функцээс дэвшилтэт функц руу шилжих
1. Илүү өндөр найдвартай байдал
Батерейны нэгж бүр өөрийн гэсэн хяналт, удирдлагын системтэй тул тархсан BMS-ийн найдвартай байдал өндөр байдаг. Ганц батерей эвдэрсэн ч бусад батерей хэвийн ажиллаж чаддаг бөгөөд системийн нийт гүйцэтгэлд тийм ч их нөлөөлөхгүй.
2. Засвар үйлчилгээ хийхэд хялбар, шинэчлэхэд хялбар
Тархсан BMS-ийн бүтэц харьцангуй энгийн тул батерейны элемент бүр бие даан ажиллах боломжтой тул засвар үйлчилгээ, шинэчлэлт харьцангуй хялбар байдаг. Батерейны нэгж эвдэрсэн тохиолдолд засвар үйлчилгээ, шинэчлэлт хийхийн тулд бүхэл системийг унтраахгүйгээр шууд сольж болно.
3. Илүү уян хатан байдал
Тархсан BMS-ийн хяналт, удирдлагын систем нь батерейны нэгж бүрт тархсан байдаг тул систем илүү уян хатан байдаг. Батерейны элементүүдийг бодит хэрэгцээний дагуу нэмэгдүүлэх эсвэл бууруулах боломжтой бөгөөд тархсан системийн нарийн төвөгтэй байдлыг бүхэлд нь харгалзан үзэх шаардлагагүй.
Эрчим хүчний удирдлагын систем (EMS)
EMS (Эрчим хүчний менежментийн систем) нь эрчим хүчний менежментийн систем гэгддэг бөгөөд эрчим хүчний хадгалах системийн нийт эзлэх хувь тийм ч их биш боловч эрчим хүчний хадгалах системийн маш чухал гол бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Энэ нь ерөнхийдөө литийн батерей хадгалах цахилгаан станцын нэгдсэн эрчим хүчний менежментийн системийг зохицуулах, хянахыг хэлнэ.
Байгууллага
Эрчим хүчний менежментийн систем нь хэд хэдэн хэсгээс бүрдэх бөгөөд тэдгээрийг доор харуулав.
1. Хяналт ба цуглуулга: Эрчим хүчний удирдлагын систем нь мэдрэгч болон багаж хэрэгслийн тоног төхөөрөмжөөр дамжуулан эрчим хүчний хадгалах байгууламжид эрчим хүч үйлдвэрлэх, хадгалах, хэрэглэхийг бодит цаг хугацаанд хянадаг. Энэ нь батерейг цэнэглэх, цэнэггүй болгох байдал, температур, хүчдэл, гүйдэл гэх мэт олон төрлийн өгөгдлийг цуглуулах чадвартай.
2. Өгөгдлийн шинжилгээ ба оновчлол: Эрчим хүчний удирдлагын систем нь эрчим хүчний системийн ажиллах байдал болон гүйцэтгэлийг ойлгохын тулд цуглуулсан өгөгдлийг боловсруулж, шинжлэхийн тулд дэвшилтэт өгөгдлийн шинжилгээний технологид тулгуурладаг. Өгөгдлийн шинжилгээгээр дамжуулан эрчим хүчний системд гарч болзошгүй асуудлуудыг тодорхойлж, цэнэглэх, цэнэггүйжүүлэх стратегиа тохируулах, эрчим хүчний хэрэглээний үр ашгийг оновчтой болгох зэрэг оновчлолын саналуудыг гаргаж чадна.
3. Эрчим хүчний хуваарь болон хяналт: Эрчим хүчний удирдлагын систем нь эрчим хүчний бодит цагийн эрэлт хэрэгцээ болон системийн ажиллагаанд үндэслэн эрчим хүчний хуваарийг ухаалгаар тогтоож, хянаж чаддаг. Эрчим хүчний үр ашигтай ашиглалт, хэмнэлтийг хангахын тулд эрэлтийн урьдчилсан мэдээ, цахилгаан эрчим хүчний үнийн байдал, сүлжээний ачаалал болон бусад хүчин зүйлийн дагуу эрчим хүчний хадгалах байгууламжийн цэнэглэх, цэнэггүйжүүлэх ажиллагааг зохистойгоор зохион байгуулж чаддаг.
4. Алдаа илрүүлэх болон аюулгүй байдлын хамгаалалт: Эрчим хүчний удирдлагын систем нь эрчим хүчний хадгалах байгууламжийн аюулгүй ажиллагааг хангахын тулд батерей хэт цэнэггүй болох, хэт цэнэглэх, температурын хэвийн бус байдал зэрэг алдааны нөхцөл байдлыг цаг тухайд нь илрүүлж, дохиолол өгөх боломжтой. Үүний зэрэгцээ, эрчим хүчний хадгалах байгууламжийн алсын удирдлага, хамгаалалтыг хангахын тулд түгээлтийн сүлжээний системтэй холбогдож болно.
Үйл ажиллагааны стратеги болон хяналтын стратегийн дизайныг оновчтой болгох нь гол санаа юм
Оновчтой үйл ажиллагааны стратеги болон хяналтын стратегийг боловсруулах нь яаралтай тусламжийн бүтээгдэхүүний гол цэг бөгөөд бэрхшээл юм.
Эрчим хүч хадгалах цэнэглэх, цэнэггүйжүүлэх шинж чанар, эрчим хүч хадгалах нэгжийн цэнэглэх, цэнэггүйжүүлэх зардал, эрчим хүч хадгалах хэрэглээний ашиг тусыг харгалзан үзээд, сүлжээний диспетчерийн хяналтын шаардлагыг хангахын тулд оновчтой ажиллагаа, хяналтын стратегийг боловсруулах нь эрчим хүч хадгалах системийн үйл ажиллагааны эдийн засгийн үр ашгийг нэмэгдүүлж, янз бүрийн техникийн үзүүлэлтүүдийг сайжруулж чадна.
Түргэн тусламжийн бүтээгдэхүүнүүд нь ерөнхийдөө эрчим хүчний хадгалалтын систем болон дээд түвшний мэдээллийн системүүдийн хооронд гүүр болж ажилладаг.
Эрчим хүч хадгалах систем нь цахилгаан сүлжээний хуваарь, виртуал цахилгаан станцын хуваарь, “эх үүсвэр-сүлжээ-ачаалал-хадгалах” харилцан үйлчлэл гэх мэтэд EMS-ээр дамжуулан нэгдэж болно.
Түргэн тусламжийн бүтээгдэхүүнүүд болон сүлжээний хуваарь болон бусад нягт уялдаа холбоо, үйл ажиллагааны хувьд тодорхой төстэй байдалтай тул компаниуд сүлжээний үйл ажиллагааны шинж чанарыг ойлгох шаардлагатай бөгөөд сүлжээний талын мэдээллийн технологийн компаниуд мэдлэг хуримтлуулах, дахин ашиглах чадварыг бий болгох, тодорхой давуу талтай.
