解读 | 云端全时均衡技术工作原理、创新点及应用优势
转载 2024-07-11 09:44 优旦科技 来源:优旦科技在新能源领域,电池管理系统在电池性能的提升与寿命的延长方面担任着重要的角色,其中电池均衡管理是重要组成部分。
电池系统通常由多个单体电池串联或并联组成,由于生产工艺、使用环境和老化程度等因素的影响,单体电池之间的性能差异难以避免。这种差异导致各个电池在充放电过程中出现能量分布不均,进而影响电池组的整体性能和寿命。
均衡是指通过调节单体电池之间的电压差,将电池在充放电过程中产生的不一致电压、容量等参数进行调节,从而避免某些电池过度充放电,这样可以最大化地利用每个电池的容量,提高整个电池组的性能。
主动均衡与被动均衡
主动均衡被称为能量转移均衡,是将容量较高的电芯中的能量转移到容量较低的电芯中,在使用时,能量是高低转移,电能使用效率高,产生热量低,均衡速度快,但需要复杂的均衡电路和储能器件,成本居高不下。
被动均衡被称为耗散型均衡,一般通过电阻放电的方式,对电压较高的电池进行放电,以热量形式释放电量,为其他电池争取更多充电时间。其均衡电路结构简单、成本低,但存在均衡时间短(一般是充电末端均衡)、效率低等问题。
云端全时均衡技术介绍
云端全时均衡是一种基于人工智能技术的均衡方法,通过对电池组中每个电池进行实时监测和分析,结合云端历史数据和环境因素,智能调整均衡策略和参数,并下发终端 BMS 执行,从而更大限度地实现电池组的均衡效果。
工作原理
云端在提取到一定条件的连续充放电工况后(持续时间、电流、电压区间等),基于该数据实时拟合出每个单体充电数据曲线并将曲线按一定规则片段化,并基于训练后的混合神经网络模型识别不同单体之间的高相似片段,具有一定的时序差异,基于此时间差及充电电流进行安时积分可计算出单体之间的容量差异,从而精准计算均衡时间,最终通过服务器下发控制指令至终端模块进行均衡执行。
创新点
端云一体释放算力:突破了传统 BMS 嵌入式端在运算能力和存储空间上的限制,能够进行长时间尺度、高分辨率的电池特征变化监测与评估,实现了对电池均衡状态的精准掌控;
均衡判断精确可靠:相较于当前通过充电末端压差来估计均衡时间的判断方式,云端全时均衡能实时获取并分析充放电运行数据,通过深度学习算法精确计算单体容量差,均衡判断更精确、可靠;
均衡效率显著提升:相较于传统仅能在充电末端开启均衡方式,云端全时均衡通过全周期提升均衡时间,有效减少电池单体容量差,最大程度提升电池组可用容量,延长电池使用寿命;
均衡策略智能调整:基于移动网络系统的低延迟特性,能够迅速响应并调整均衡策略,确保设备始终运行在最佳状态,使得云端全时均衡技术在电力储能领域具有广阔的应用前景。
云端全时均衡技术未增加任何硬件成本,通过云端数据库、服务器集群算力突破 BMS 本地存储、GPU 算力不足的瓶颈,达到了近乎零投入前提下(0%额外硬件投入,云端算力多设备共享)的储能设备高收益(提升电池组可用容量10%+)、长寿命(延长电池组使用寿命15%+)的目的。
总结
电池均衡管理对于提升电池性能、延长电池寿命具有重要意义。在实际应用中,选择何种均衡管理方式需要根据具体的电池类型、使用场景、成本预算等因素进行综合考虑。随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展,云端均衡管理将在未来发挥更加重要的作用。