Différents types d'architectures BMS: centralisées, modulaires et distribuées

Au moment où l'industrie de la nouvelle énergie est en plein essor, le système de gestion de la batterie (BMS) est le composant central du système de batterie,et sa conception architecturale joue un rôle crucial dans la performanceActuellement, les architectures BMS sont principalement divisées en trois types: centralisées, modulaires et distribuées.Chaque architecture a ses propres caractéristiques uniques et des scénarios applicablesLes points suivants seront examinés en détail.

Architecture BMS centralisée

Définition et structure

Un BMS centralisé consiste à centraliser toutes les fonctions de contrôle et de gestion dans une seule unité de contrôle principale, et généralement une seule carte de contrôle principale surveille et gère l'ensemble de la batterie.L'unité de commande principale relie chaque cellule de batterie à travers la ligne d'acquisition, recueille des données sur la tension, la température et d'autres données et effectue une gestion et une protection équilibrées selon la stratégie de contrôle prédéfinie.

Avantages

• Structure simple et faible coût:Toutes les fonctions sont concentrées dans un seul contrôleur, la conception matérielle est simple et le coût de production est faible.bicyclettes électriques, etc.
• Facile à entretenir et à améliorer:Une seule unité de commande principale est nécessaire, la maintenance et la mise à niveau sont plus pratiques.
• Ensemble de données, facile à analyser:Toutes les données de la batterie sont traitées dans un seul contrôleur, ce qui facilite la réalisation d'une analyse et d'une prise de décision unifiées.

Désavantage

• Faible fiabilité:Le risque de défaillance d'un seul point est élevé. Si l'unité de commande principale tombe en panne, l'ensemble du système peut être arrêté.
• Des lignes de communication complexes:Il existe de nombreuses lignes de communication dans le BMS centralisé, qui sont sujettes à des interférences et à une transmission de signal instable.
• Faible évolutivité:Ne convient pas pour les applications de grande capacité ou de grandes batteries.

Architecture BMS distribuée

Définition et structure

Un BMS distribué répartit les fonctions de contrôle et de gestion entre plusieurs contrôleurs, chacun responsable de la gestion d'une ou de plusieurs cellules de batterie.L'unité de contrôle principale est responsable de la coordination du fonctionnement de chaque unité de contrôle esclave pour former une architecture de gestion distribuée.

Avantages

• Haute fiabilité:Dans une structure distribuée, une défaillance du contrôleur n'affectera pas le fonctionnement de l'ensemble du système et le risque de défaillance à un seul point est faible.Il convient à des scénarios tels que les grands véhicules électriques, les véhicules hybrides, les véhicules à pile à combustible et les systèmes de stockage d'énergie à grande échelle nécessitant des exigences élevées en matière de fiabilité.
• Une simple ligne de communication:la charge de communication est répartie et a une forte capacité anti-interférence.
• Une bonne évolutivité:Convient pour les batteries de grande capacité, les cellules peuvent être augmentées ou diminuées en fonction de la demande.

Les avantages

• Structure complexe et coût élevé:Chaque cellule de batterie nécessite des modules de surveillance et de contrôle indépendants, et la conception matérielle et logicielle est complexe et coûteuse.
• L'entretien et la mise à niveau sont difficiles:Dans une structure distribuée, la maintenance et la mise à niveau de chaque contrôleur nécessitent un soutien technique plus élevé.
  Les données sont distribuées et difficiles à analyser: les données sont distribuées dans plusieurs contrôleurs et un protocole de communication unifié et un algorithme de traitement des données sont nécessaires.

Architecture modulaire du BMS

Définition et structure

Le BMS modulaire est une solution entre centralisé et distribué. Il divise le pack de batterie en plusieurs modules, chacun avec une gestion centralisée à l'intérieur,tandis que les modules avec une architecture distribuée pour la communication et la coordination.

Avantages

• Une grande souplesse:La conception modulaire permet d'ajuster de manière flexible le nombre et la fonction des modules en fonction des besoins et convient aux batteries de taille moyenne et grande,en particulier les scénarios où la flexibilité et l'évolutivité sont requises, tels que les véhicules hybrides, les systèmes de stockage d'énergie du réseau et les applications de réseau intelligent.
• Une forte évolutivité:Elle soutient l'expansion des batteries de grande capacité tout en conservant une certaine rentabilité.
  Facile à entretenir: chaque module fonctionne indépendamment et peut être manipulé séparément pendant la maintenance et les mises à niveau sans affecter l'ensemble du système.

Désavantage

• La structure est relativement complexe:Le BMS modulaire combine les caractéristiques du BMS centralisé et distribué, et la conception matérielle et logicielle est relativement complexe.
• Coût plus élevé:Bien que le coût soit inférieur à celui du BMS distribué, il est toujours supérieur à celui du BMS centralisé.
  La coordination de la communication est difficile: la communication et la coordination entre les modules nécessitent un support efficace du protocole, sinon cela peut affecter les performances du système.

Comparaison de trois architectures

Résumé et suggestions de sélection

Lors du choix d'une architecture BMS, les utilisateurs doivent peser les scénarios et les besoins d'application spécifiques:

• BMS centralisé:Convient pour les petits systèmes de batterie simples tels que les outils électriques, les maisons intelligentes, les vélos électriques et les petits systèmes de stockage d'énergie, il est peu coûteux et facile à entretenir.
• BMS distribué:Convient pour les grands systèmes de batteries complexes, tels que les grands véhicules électriques, les véhicules hybrides, les véhicules à pile à combustible et les systèmes de stockage d'énergie à grande échelle,offrant une plus grande fiabilité et évolutivité, mais avec des coûts plus élevés.
• BMS modulaire:tient compte des avantages et des inconvénients des systèmes centralisés et distribués, et convient aux batteries de taille moyenne et grande nécessitant flexibilité et évolutivité,tels que les véhicules hybrides, les systèmes de stockage d'énergie du réseau et les applications de réseau intelligent.

À l'avenir, avec le développement continu des nouvelles technologies énergétiques, les formes architecturales de BMS seront également plus diversifiées pour répondre aux besoins de différents scénarios.