Che cos'è un sistema di gestione della batteria (BMS)?

I pacchi batteria agli ioni di litio sono i sistemi di accumulo di energia predominanti in aerei, veicoli elettrici, dispositivi portatili e altre apparecchiature che richiedono una fonte di energia affidabile, ad alta densità energetica e peso ridotto. Il sistema di gestione di batterie (BMS) è responsabile del funzionamento sicuro, delle prestazioni e della durata della batteria in diverse condizioni di carica-scarica e diverse condizioni ambientali. Quando si progetta un BMS, gli ingegneri sviluppano controlli di supervisione e feedback che consentono di:

• Monitorare la tensione e la temperatura delle celle
• Stimare lo stato di carica e le condizioni operative
• Limitare la potenza in ingresso e in uscita per la protezione termica e da sovraccarico
• Controllare il profilo di carica
• Bilanciare lo stato di carica delle singole celle
• Isolare il pacco batteria dal carico, se necessario

Le funzionalità di modellazione e simulazione di Simulink^® facilitano lo sviluppo di un BMS, compresa la formulazione e la parametrizzazione di circuiti a cella singola equivalente, la progettazione di circuiti elettronici, la logica di controllo, la generazione automatica di codice, la verifica e la convalida. Con Simulink,gli ingegneri possono progettare e simulare sistemi di gestione delle batterie tramite le seguenti operazioni:

• La modellazione dei pacchi batteria utilizzando reti elettriche la cui topologia rispecchia quella del sistema attuale e viene scalata con il numero di celle
• La parametrizzazione degli elementi di circuito equivalenti utilizzando i dati di prova per una rappresentazione accurata della chimica delle celle
• La progettazione del circuito di elettronica di potenza che collega il pacco batteria ai comandi
• Lo sviluppo di algoritmi di controllo ad anello chiuso per la logica di rilevamento guasti e supervisione
• La progettazione di osservatori di stato per la stima online dello stato di carica e delle condizioni operative

Utilizzando Simulink, gli ingegneri possono provare il sistema di gestione delle batterie in svariate condizioni operative e di guasto prima di eseguire il test sull’hardware. Potrai generare codice C dai modelli Simulink per distribuire i tuoi algoritmi di controllo per la prototipazione rapida di sistemi o microcontroller. Simulink genera codice dai modelli di componenti elettronici e della batteria, consentendoti di eseguire la simulazione in tempo reale per i test HIL (hardware-in-the-loop) per convalidare il tuo BMS prima dell’implementazione sull’hardware.