Análise das tendências do sector dos sistemas de gestão de baterias (BMS)

Tendências e perspectivas de aplicação do mercado global de sistemas de gestão de baterias 2023-2024

Definição e funções principais do sistema de gestão de baterias (BMS)

O Sistema de Gestão de Baterias (BMS) é um sistema eletrónico utilizado para monitorizar e gerir o desempenho das baterias, cujo objectivo principal é garantir o funcionamento seguro das baterias,prolongar a sua vida útil e melhorar a eficiência da utilização de energia.

Monitorização do estado da bateria

Aquisição em tempo real de parâmetros da bateria, tais como tensão, corrente, temperatura, etc., para avaliar o estado de estado (SOC) e a vida útil restante (SOH) da bateria.

Controle de carga e descarga

Controlar com precisão o processo de carregamento e descarga de acordo com o estado da bateria e a demanda externa para evitar a sobrecarga ou a sobrecarga e prolongar a vida útil da bateria.

Gestão equilibrada

Equilibrar a diferença de tensão entre as células da bateria de forma activa ou passiva para evitar a sobrecarga ou descarga das células individuais da bateria.

Gestão térmica

Monitora a temperatura da bateria e mantém a temperatura de funcionamento adequada através de medidas de dissipação de calor ou aquecimento para garantir o desempenho estável da bateria.

Proteção de segurança

Configuração de mecanismos de proteção múltiplos (como proteção contra sobrecorrência, sobrevoltagem e curto-circuito) para tomar medidas oportunas para evitar danos à bateria em condições anormais.

Registo e comunicação de dados

Gravar dados históricos do funcionamento da bateria e trocar dados com outros sistemas através da interface de comunicação para realizar o monitoramento e gestão remotos.

Tendências do setor de sistemas de gestão de baterias 2023-2024

Integração profunda da Inteligência Artificial e do Aprendizado de Máquina

• Os sistemas de gestão de baterias (BMS) estão a realizar a manutenção preditiva e o controlo adaptativo através de tecnologias de IA e machine learning.Algoritmos baseados em aprendizagem profunda podem prever com mais precisão o estado de saúde (SOH) e a capacidade restante (SOC) da bateria, e alguns fabricantes de automóveis lançaram BMSs com capacidades de auto-aprendizagem que podem ajustar dinamicamente estratégias de gestão com base em hábitos de condução e condições ambientais.
• A IA também pode otimizar as estratégias de carregamento e descarga para prolongar a vida útil da bateria em mais de 20%.O BMS apoiará o diagnóstico e a tomada de decisões inteligentes durante todo o ciclo de vida da bateria.

Aplicação inovadora da tecnologia BMS sem fio

• As tecnologias de comunicação sem fios (por exemplo, Zigbee, Bluetooth) estão gradualmente a substituir os cabos tradicionais, reduzindo a complexidade do sistema e aumentando a sua flexibilidade.A adoção do BMS sem fio pela Wuling Automobile reduziu o número de arneses de monitoramento em 90%, e reduziu significativamente a taxa de falha através de monitoramento sem fio em tempo real do estado da célula da bateria.
• Além disso, o BMS sem fios suporta monitorização remota e atualizações OTA, é adequado para sistemas de armazenamento de energia distribuídos,e pode ser integrado com a plataforma de nuvem para alcançar a otimização global dos dados da bateria.

Inovações multidimensionais na tecnologia de gestão térmica

Em resposta ao risco de fuga térmica em baterias de alta densidade energética, a tecnologia de gestão térmica do BMS evoluiu para a dissipação de calor multidimensional ativa.Os casos típicos incluem::

• Combinação de materiais de mudança de fase e resfriamento a líquido: por exemplo,o programa de dissipação de calor da placa de refrigeração líquida + mudança de fase do material desenvolvido pela Ningde Times pode controlar a diferença de temperatura da bateria dentro de ± 2 °C.
• Design de estrutura biônica: A rede de dissipação de calor 3D do favo de mel da Wuling aumenta a taxa de fluxo do refrigerante e suporta a estabilização da temperatura sob carregamento rápido contínuo.
• Tecnologia de separação de calor e energia: Converte o calor residual do carregamento em energia de aquecimento da cabine para otimizar a degradação do intervalo de inverno.

Popularidade da Arquitetura Modular e Distribuída

• As topologias modulares, como a solução de chip MC33771 da NXP, são as arquiteturas BMS de mais rápido crescimento devido ao seu alto poder computacional, segurança e falta de complexos arames de fiação.Arquiteturas distribuídas, por outro lado, melhoram a velocidade de resposta através de unidades de controlo localizadas e são particularmente adequadas para sistemas de armazenamento de energia em grande escala e baterias de veículos comerciais.
• Por exemplo, a Ningde Times utiliza um BMS distribuído para isolamento de falhas em milissegundos nos seus projetos de armazenamento de energia.

Integração entre sistemas e interação entre veículo e rede (V2G)

• O BMS está a ser profundamente integrado com os sistemas de transmissão e gestão energética dos veículos para formar uma plataforma de gestão energética abrangente.O BMS da Tesla está ligado ao controlador do veículo (VCU) para predefinir a potência de saída da bateria com base em dados de navegação.
• Enquanto isso, a tecnologia Vehicle-to-Grid (V2G) realiza uma troca de energia bidirecional na rede através do BMS,como a estação de troca de energia da Azera que alimenta a energia redundante de volta para a rede para melhorar a estabilidade da rede.

O desafio técnico

• Adaptabilidade à bateria de estado sólido: os BMS existentes têm dificuldade em adaptar-se às novas características da bateria de estado sólido.
• Compatibilidade multiquímica: diferentes materiais de baterias exigem estratégias de gestão diferenciadas.
• Segurança da rede: prevenção da adulteração de dados BMS e ataques maliciosos