如何構建鋰離子電池管理系統(tǒng)

隨著世界科技的發(fā)展，擺脫化石燃料并轉向太陽能和風能等更綠色的能源，關鍵問題之一是在哪里儲存所產(chǎn)生的電力。電池長期以來一直是整個行業(yè)鏈條中最薄弱的環(huán)節(jié)，但隨著需求的增加，電池技術的也在逐漸發(fā)展。

今天我們要介紹的案例是使用HMS Ixxat產(chǎn)品推動電池技術向前發(fā)展的公司之一——來自荷蘭電池行業(yè)的Super B。

關于鋰離子電池技術

鋰離子電池是一種可充電電池，它在放電時鋰離子從負極移動到正極，在充電時又返回。眾所周知鋰電池已經(jīng)在電腦和手機等消費級電子產(chǎn)品中使用了一段時間，但在船舶、汽車和飛機等要求更高的應用中，鋰電池的安全通常是一個問題。這是由于傳統(tǒng)的離子電池含有鈷酸鋰或錳酸鋰，他們在損壞的時候是相當危險的，不僅僅對與整個系統(tǒng)的設備有著不可逆的影響，也會帶來相應的人身安全問題。

為此，Super B開發(fā)了一種使用磷酸鐵鋰的新型鋰離子電池。與其他鋰離子化學物質相比，磷酸鐵鋰電池具有兩個重要優(yōu)勢——熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性，這兩者都提高了電池的安全性。

通過電子產(chǎn)品提升性能

盡管磷酸鐵鋰的能量密度略低，但 Super B 電池仍然提供最先進的性能。主要原因之一是電池內置的專有電子設備。Super B 內部開發(fā)了基于 CAN 和 CANopen 的電池管理系統(tǒng)(BMS)。這樣可以一定程度上降低電池采用鏈式連接時的損耗，因此可以增加整體的輸出功率提供。另一個重要優(yōu)勢是增加了可以將電池連接到外部系統(tǒng)的可能性。

Ixxat技術使通信成為可能

為了建立與“外部世界”的連接，Super B 使用 HMS Industrial Networks 的 Ixxat USB-to-CAN V2。該產(chǎn)品允許將電池連接到基于 PC 的應用程序。Super B 委托荷蘭工業(yè)通信專家 Twincomm 設計了一個監(jiān)控系統(tǒng)——作為電池管理系統(tǒng)的一部分，用于監(jiān)控電池組內的電氣情況，并對過壓或欠壓情況以及過流或過溫發(fā)出警告。

除了 Ixxat USB-to-CAN V2 接口外，Twincomm 還利用 Ixxat 協(xié)議軟件作為基于 CANopen 的監(jiān)控系統(tǒng)的操作系統(tǒng)基礎。

為系統(tǒng)增加標準CANopen協(xié)議

Super B對他們從Twincomm和HMS獲得的支持和幫助感到非常滿意，作為先進的電子專家，他們的要求很高。

“我們內部有非常熟練的程序員負責我們自己的電子系統(tǒng)，但我們需要幫助來實施 CANopen 協(xié)議部分，”M.H.Super-B 首席執(zhí)行官Doornekamp表示：“Twincomm 在系統(tǒng)實施方面做得非常好，IxxatUSB-to-CAN V2 產(chǎn)品運行良好，幾乎沒有問題。我們整個系統(tǒng)需要我們對我們的堆棧進行一些開發(fā)，以使它們按照我們想要的方式工作，我們發(fā)現(xiàn) Twincomm 和 HMS 的支持快速而高效，這對我們來說很重要?！?/p>

整個系統(tǒng)是如何實現(xiàn)的

Super B電池管理系統(tǒng)具有突破性的能力，能夠根據(jù)電池充電和放電電流調整平衡，以及通過CAN總線串聯(lián)的單個電池平衡。

該系統(tǒng)還用于監(jiān)測電池狀態(tài)、計算和報告二次數(shù)據(jù)、保護電池、控制其環(huán)境并平衡它。這都是通過將電池的信息和警報傳輸?shù)?CAN 接口來完成的，以便可以在 PC 上查看。該系統(tǒng)可以處理過壓、欠壓、深度放電、過充和溫度控制以及完整的電池性能歷史記錄。此外，Ixxat 提供的CANopen Bootloader可以遠程更新電池內的處理器固件。

“Ixxat 協(xié)議軟件堆棧特別適合我們的項目，因為它們可以非?？焖俚膶崿F(xiàn)重新連接時間，”Twincomm Super B 項目的項目經(jīng)理 Kurt van Buul 說?！半姵厥冀K處于開啟狀態(tài)，即使它們沒有釋放能量，但 CAN 總線可以上下移動，因此重新連接不要花費很長時間，這一點很重要?！?/p>

隨著電源管理系統(tǒng)的到位，不僅僅是SuperB面臨著廣闊的市場，IXXAT產(chǎn)品將會為電池技術及更多行業(yè)提供更多優(yōu)秀的解決方案。

審核編輯 ：李倩