BMS アーキテクチャの種類:集中型,モジュール型,分散型

新しいエネルギー産業が急成長している今 バッテリーマネジメントシステム (BMS) は バッテリーシステムの核心部品です建築のデザインは 演出に重要な役割を果たします現在,BMSアーキテクチャは主に3種類に分かれています.集中型,モジュール型,分散型です.それぞれのアーキテクチャには独自の特徴と適用可能なシナリオがあります詳細に以下について議論します.

集中BMSアーキテクチャ

定義と構造

集中BMSは,すべての制御および管理機能を1つのメイン制御ユニットに集中させ,通常,1つのメイン制御ボードがバッテリーパック全体を監視し管理します.主な制御ユニットは,取得ラインを通して各バッテリーセルを接続圧,温度,その他のデータを収集し,事前に設定された制御戦略に従ってバランスのとれた管理と保護を行います.

利点

• シンプルな構造と低コストすべての機能が1つのコントローラに集中し,ハードウェアデザインはシンプルで,生産コストは低く,電動工具,スマートホーム,電動自転車など
• 維持・アップグレードが簡単です主な制御ユニットが1つだけ必要で 保守とアップグレードが便利です
• 分析が簡単なデータセットバッテリーデータは全て 1 つのコントローラで処理され,統合された分析と意思決定を行うことが容易になります.

欠点

• 信頼性が低い:単一点の故障のリスクは高い.主制御ユニットが故障すると,システム全体が停止する可能性があります.
• 複雑な通信線:中央化BMSには多くの通信線があり,干渉や不安定な信号伝達に易い.
• 拡張性が悪い:大容量や大容量バッテリーパックの適用には適さない.

分散BMSアーキテクチャ

定義と構造

分散型BMSは,制御および管理機能を複数の制御器に分配し,それぞれが1つ以上の電池セルを管理する.主制御ユニットは,分散管理アーキテクチャを形成するために,各スレーブ制御ユニットの動作を調整する責任があります.

利点

• 高い信頼性分散型構造では,制御器の故障はシステム全体の動作に影響を与えず,単点の故障のリスクは低い.大型電気自動車などのシナリオに適していますハイブリッド車,燃料電池車,そして高い信頼性要求を必要とする大規模エネルギー貯蔵システム
• シンプルな通信ライン:通信負荷が分散され,強力な反干渉能力がある.
• 良いスケーラビリティ:大容量バッテリーパックに適したバッテリーセルは,需要に応じて増やしたり減少させることもできます.

欠点

• 複雑な構造と高コスト各電池細胞には独立した監視と制御モジュールが必要で,ハードウェアとソフトウェアの設計は複雑でコストも高い.
• 保守やアップグレードは難しい分散型構造では,各コントローラの保守とアップグレードはより高い技術サポートを必要とする.
  データは分散され,分析が困難です. データは複数のコントローラに分散され,統一された通信プロトコルとデータ処理アルゴリズムが必要です.

モジュラーBMSアーキテクチャ

定義と構造

モジュラーBMSは,集中と分散の間のソリューションです. それは複数のモジュールにバッテリーパックを分割します.通信と調整のための分散されたアーキテクチャを持つモジュール.

利点

• 高い柔軟性モジュール式設計により,必要に応じてモジュールの数と機能を柔軟に調整することができ,中型および大型バッテリーパックに適しています.特に柔軟性と拡張性が求められるシナリオハイブリッド車両,グリッドエネルギー貯蔵システム,スマートグリッドアプリケーションなど
• 高いスケーラビリティ大容量バッテリーパックの拡大を支持し,一定のコスト効率を維持する.
  維持しやすい:各モジュールは独立して動作し,システム全体に影響を与えることなく,保守およびアップグレード中に別々に処理できます.

欠点

• 構造は比較的複雑ですモジュラルのBMSは,集中と分散の特徴を組み合わせ,ハードウェアとソフトウェアの設計は比較的複雑です.
• 高いコスト:分散型BMSよりもコストが低いが,集中型BMSよりも高い.
  通信の調整は困難である.モジュール間の通信と調整には効率的なプロトコルサポートが必要である.そうでなければ,システムのパフォーマンスに影響を与える可能性があります.

3つのアーキテクチャの比較

概要と選択の提案

BMS アーキテクチャを選択する際,ユーザーは特定のアプリケーションシナリオとニーズを考慮する必要があります.

• 中央化BMS:電気工具,スマートホーム,電気自転車,小型エネルギー貯蔵システムなどの小型,シンプルなバッテリーシステムに適しており,低コストで保守が容易です.
• 分散型BMS:大型の電動車,ハイブリッド車,燃料電池車,大型エネルギー貯蔵システムなど,大きく複雑なバッテリーシステムに適しています.より高い信頼性と拡張性を提供する費用が高くなります
• モジュール式BMS:集中型と分散型のメリットとデメリットを考慮し,柔軟性と拡張性を必要とする中型および大型バッテリーパックに適しています.例えばハイブリッド車スマート・グリッド・アプリケーション

将来,新しいエネルギー技術の継続的な発展により,BMSの建築形態も,異なるシナリオのニーズに応えるように より多様化されるでしょう.