Batterie- und BMS-Auslegung bei NCPOWER

Lithiumbatterien haben die Automobilbranche revolutioniert. ElektrofahrzeugeSie sind eine leistungsstarke und effiziente Energiequelle. Um ihre Leistung und Lebensdauer zu maximieren, ist jedoch ein effektives Batteriemanagementsystem (BMS) erforderlich. 

Bei NCPOWER, einem führenden Unternehmen in der Entwicklung von Lithiumbatterien für Elektrofahrzeuge, ist das Design und die Implementierung des BMS von zentraler Bedeutung für unseren Ansatz der Exzellenz.

Batterie-Design

Wenn wir von einer Elektroauto-Batterie sprechen, meinen wir eigentlich eine Sammlung von vielen miteinander verbundenen Batteriezellen. Diese Zellen werden zu Batteriemodulen zusammengefasst, und diese Module werden dann zu einem "Batteriepaket" oder dem, was wir gemeinhin "die Batterie" nennen, verbunden.

Diese Struktur in Zellen, Modulen und Batteriepaketen ermöglicht es, die für den Betrieb des Elektrofahrzeugs erforderliche Kapazität und Energie zu erreichen. Sie erleichtert auch ihre Herstellung, Installation, Inspektion und Wartung. Jeder Hersteller kann sein eigenes Design haben und unterschiedliche chemische Verbindungen in den Batteriezellen verwenden, aber im Allgemeinen handelt es sich bei allen um Lithiumbatterien, die derzeit die fortschrittlichste Technologie darstellen.

Lithiumbatterien sind empfindlich gegenüber Temperaturschwankungen, Überladung oder übermäßiger Entladung. Um ihre Lebensdauer zu maximieren, ist es entscheidend, diese Bedingungen sorgfältig zu überwachen und zu kontrollieren. Es ist auch wichtig, ein Auslaufen der Temperatur zu vermeiden, das auftreten kann, wenn die Batterie zu schnell geladen oder entladen wird. Um einen sicheren und optimalen Betrieb zu gewährleisten, ist es notwendig, die Batterie innerhalb des so genannten "sicheren Betriebsbereichs" zu halten.

Dabei muss die Temperatur der Batterie zwischen -5 und 45 °C, die Spannung zwischen 2 und 4 Volt und der Strom zwischen 0 und 1 Ampere liegen. Eine sorgfältige Überwachung ist unerlässlich, um sicherzustellen, dass sich die Batterie stets in diesem sicheren Betriebsbereich befindet.

Jeder dieser Konstruktionsschritte erfordert einen akribischen Qualitätsprozess, um eine optimale Leistung und eine lange Lebensdauer der Batterien zu gewährleisten. Wir bei NCPOWER sind stolz auf die Verwendung modernster Technologien und die Einhaltung strenger Fertigungsstandards bei jedem Schritt des Prozesses.

Hinweis: Bereich des sicheren Betriebs in der Lithiumbatterieherstellung bei NCPOWER

Das BMS und sein Aufbau

Das Herzstück eines effizienten und sicheren Batteriesystems ist das BMS. Dieses System besteht aus mehreren wesentlichen Komponenten, darunter:

• Integrierte Schaltung zur Batterieüberwachung (BMIC)
• Der Cell Management Controller (CMC)
• Der Batterie-Management-Controller (BMC)

Die BMIC ist für die Überwachung der einzelnen Zellen der Batterie zuständig und muss in der Lage sein, das CMC schnell über ungünstige Situationen zu informieren. Die Geschwindigkeit der Kommunikation zwischen BMIC, CMC und BMC ist von entscheidender Bedeutung, da sie eine sofortige Reaktion zur Behebung von Problemen, wie z. B. der Überhitzung einer Zelle, ermöglicht. Die Genauigkeit der Messungen und die Fähigkeit, auf ungünstige Bedingungen zu reagieren, hängen stark von der Häufigkeit der Kommunikation zwischen diesen Komponenten ab.

Die Entwicklung eines effektiven Kommunikationsnetzes in einem Elektroauto kann jedoch aufgrund des vorhandenen elektrischen Rauschens eine Herausforderung darstellen. Eine zuverlässige und genaue Kommunikation zwischen BMIC, CMC und BMC ist notwendig, um eine effiziente Überwachung und Steuerung zu gewährleisten.

Zusätzlich zu diesen Komponenten umfasst das BMS auch Lastausgleichsschaltungen, um sicherzustellen, dass alle Zellen ausgewogen arbeiten und Probleme vermieden werden. Der Lastausgleich ist wichtig, um ungünstige Situationen zu vermeiden. Das BMS ist bestrebt, das Auftreten von Problemen zu verhindern, aber wenn nötig, wird es korrigierend eingreifen.

Je nach Komplexität des Elektroautos können mehrere intelligente Mikrocontroller zur Überwachung und Steuerung bestimmter Aufgaben hinzugefügt werden. Es ist wichtig, dass das BMS in der Lage ist, sowohl die Batterie als auch seinen eigenen Betrieb zu überwachen und zwischen echten und falschen Alarmen zu unterscheiden.

Unter NCPOWERWir bemühen uns um die Umsetzung effizienter und zuverlässiger Lastausgleichsstrategien, wobei wir stets ein optimales Gleichgewicht zwischen Effizienz, Kosten und Zuverlässigkeit anstreben.

Auf dem Gebiet der BMS schreitet die Forschung und Entwicklung stetig voran. Die genaue Bestimmung des Ladezustands und des Batteriezustands bleibt aufgrund der Komplexität und Variabilität der beteiligten Faktoren eine Herausforderung. Um dieser Komplexität zu begegnen, verwenden wir bei NCPOWER das sogenannte Data Center oder Fernsteuerung der NCPOWER-BatterienMithilfe hochentwickelter Computermodelle und Algorithmen schätzen, überwachen und prognostizieren wir die optimalen Zellausgleichsmengen genau.

Schlussfolgerung

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das BMS eine entscheidende Rolle für die Leistung und Sicherheit von Lithiumbatterien in Elektrofahrzeugen spielt. Seine Fähigkeit, den Lade- und Entladevorgang zu überwachen, den Lade- und Gesundheitszustand der Batterie zu bestimmen, die Ladung zwischen den Zellen auszugleichen sowie Daten aufzuzeichnen und zu übermitteln, ist entscheidend für einen optimalen Betrieb. 

Wir bei NCPOWER sind stolz darauf, mit unseren innovativen Batterie- und BMS-Designs den Weg zu einer nachhaltigeren und effizienteren Zukunft in der Elektrofahrzeugindustrie zu ebnen.