バッテリー管理システム (BMS) 業界動向分析
グローバル バッテリー管理システム 市場の動向とアプリケーション展望 2023-2024
バッテリー管理システム (BMS) の定義と基本機能
バッテリー管理システム (BMS) は,バッテリーの性能を監視し管理するために使用される電子システムで,その主な目的は,バッテリーの安全な運用を確保することです.寿命を延長し,エネルギー利用効率を向上させる.
バッテリー状態の監視
電池の状態 (SOC) や残存寿命 (SOH) を評価するために電池の電圧,電流,温度などのパラメータをリアルタイムで取得する.
充電と放電制御
バッテリーの状態と外部からの需要に応じて充電と放電のプロセスを正確に制御し,過充電や過放電を避け,バッテリーの寿命を延長します.
バランスのとれた管理
バッテリーセル間の電圧差を活性または被動的にバランスさせ,個々のバッテリーセルの過剰充電または放電を防止する.
熱管理
バッテリーの温度をモニターし,安定したバッテリー性能を確保するために,熱消耗や加熱対策によって適切な動作温度を維持する.
セキュリティ保護
複数の保護メカニズム (過剰電流,過剰電圧,短回路保護など) を設定し,異常な条件下でバッテリーの損傷を防ぐための適切な措置を講じます.
データの記録と通信
バッテリー操作の履歴データを記録し,通信インターフェイスを通じて他のシステムとデータを交換して遠隔監視と管理を実現します.
バッテリー管理システム産業の動向 2023-2024
人工知能と機械学習を深く統合する
- バッテリー管理システム (BMS) は,AIと機械学習技術を通じて予測的なメンテナンスと適応制御を実現しています.ディープラーニングに基づくアルゴリズムは,バッテリーの状態 (SOH) と残余容量 (SOC) をより正確に予測できる.運転習慣や環境条件に基づいて ダイナミックに管理戦略を調整できる 自学能力を持つBMSを 発売している自動車メーカーもいます
- 充電・放電戦略を最適化することで バッテリー寿命を20%以上延長できますBMSは,バッテリーのライフサイクル全体でインテリジェントな診断と意思決定をサポートします..
ワイヤレスBMS技術の突破的な応用
- ワイヤレス通信技術 (例えばZigbee,Bluetooth) は,従来のワイヤリングハーネスを徐々に置き換えており,システムの複雑さを軽減し,柔軟性を高めています.Wuling Automobileが無線BMSを採用したことで 監視装置の数は90%減少しましたバッテリーセルの状態をリアルタイムで無線モニタリングすることで 障害率を大幅に低下させました
- さらに,無線BMSは遠隔監視とOTAアップグレードをサポートし,分散型エネルギー貯蔵システムに適しています.バッテリーデータのグローバル最適化を実現するためにクラウドプラットフォームと統合できます.
熱管理技術の多次元革新
高エネルギー密度の電池における熱流出の危険に対応して,BMSの熱管理技術は活性多次元熱消耗に進化しました.典型的なケースは:
- 相変化材料と液体冷却の組み合わせ:例えば,Ningdeタイムズによって開発された液体冷却プレート+相変化材料熱散プログラム ±2°C内のバッテリー温度差を制御することができます.
- バイオニック構造設計:ウーリングの蜂巣3D熱分散ネットワークは冷却液の流量率を向上させ,継続的な高速充電下で温度安定をサポートします.
- 熱と電力を分離する技術: 充電した廃棄熱をキャビンの暖房エネルギーに変換し,冬の範囲の劣化を最適化します.
モジュール型および分散型アーキテクチャの普及
- NXPのMC33771チップソリューションのようなモジュール型トポロジーは,高い計算能力,安全性,複雑なワイヤリングハーネスの欠如により,最も急速に成長しているBMSアーキテクチャです.分散型アーキテクチャローカル化制御ユニットにより応答速度を向上させ,大規模なエネルギー貯蔵システムや商用車バッテリーパックに特に適しています.
- 例えば,Ningde Timesはエネルギー貯蔵プロジェクトで 分散BMSをミリ秒断熱に使用しています.
システム間統合と車両とグリッド間の相互作用 (V2G)
- BMS は,車両のパワートレインとエネルギー管理システムと深く統合され,包括的なエネルギー管理プラットフォームを形成しています.テスラのBMSは,ナビゲーションデータに基づいて電池出力量を事前に設定するために,車両コントローラ (VCU) にリンクされています..
- 一方,V2G技術では,BMSを通じて2方向のエネルギー交換を実現します.アゼラの電源交換ステーションのような 冗長な電力をグリッドに戻し グリッドの安定性を向上させる.
技術的な課題
- 固体電池への適応性:既存のBMSは,新しい固体電池特性に適応するのが困難です.
- 多化学相容性: 異なるバッテリー材料には異なる管理戦略が必要です.
- ネットワークセキュリティ:BMSデータへの不正操作や悪意のある攻撃を防止する