自動車工学の進歩
オープンアクセス

概要

燃料自動車向けインテリジェントバッテリー管理システム

Prakob Koraneekij1 and Nedra Bahri-Ammari

時々、車両が始動しないことがあります。これは車両のバッテリー、特に充電状態 (SOC) または健全性状態 (SOH) が原因です。課題は、ユーザーが充電状態 (SOC) と健全性状態 (SOH) に関する重要な情報と、始動の信頼性を維持するために必要な一連のアクションを取得できる、ユーザーフレンドリーなアプリケーション ベースのバッテリー管理ツールを考案することです。このアプリケーションは、自動車のバッテリーの温度を監視するのにも役立ちます。キーワード - 充電状態、健全性状態、バッテリー管理システム、MQTT プロトコル。自動車のバッテリーは、自動車の要素の中で最も重要かつ不可欠な部分の 1 つです。自動車のバッテリーは、燃費を大幅に低下させる可能性があります。車がパンクすると、車を始動するのに何時間も費やす必要があります。これは時間の無駄になるだけでなく、エンジンに負担をかけ、寿命を縮めます。したがって、バッテリーの状態を監視および管理することが重要です。このホワイト ペーパーの主な目的は、MQTT モバイル アプリケーションを使用して、バッテリーの状態レベル、バッテリーの温度、および過電圧保護を監視することです。バッテリー管理システムは、本質的にはバッテリーパックの「頭脳」です。バッテリーの動作に重要な情報を測定して報告し、さまざまな動作条件でバッテリーを損傷から保護します。電気自動車、ハイブリッド電気自動車、さらにはモバイルバッテリーの監視と管理用のバッテリー管理システムには、提案されたモデルがあり、アプリケーションが使用されています。しかし、燃料車の場合、バッテリーのSOHを監視するためのハードウェアモジュールやソフトウェアアプリケーションはありません。この論文では、nodemcu、過電圧保護回路、DCバックコンバーター、GSM SIM800Lなどのハードウェアモジュールを使用し、使用したソフトウェアはArduino 1.8.7、バッテリーの監視に使用するアプリケーションはリニアMQTT（メッセージキューテレメトリトランスポート）ダッシュボードです。
既存のシステム
電気自動車のバッテリー管理には、バッテリー レベルを監視するためのさまざまなモデルとソフトウェア アプリケーションがあります。バッテリーは電気自動車の性能に大きな影響を与え、基本的に走行距離を決定します。電気自動車では、リチウムイオン バッテリーが最も広く使用されています。リチウムイオン ケミストリーは、エネルギー密度、電力定格、パルス エネルギー フロー システムでの充電/放電効率に優れているため、最適なバッテリー技術です。BMS のもう 1 つの重要な機能は、直列接続されたセルで発生する可能性のある充電不均衡の問題に対処することで、バッテリーの寿命を延ばすことです。これにより、バッテリーの他のセルにまだエネルギーが蓄えられている場合でも、最も充電されていないセルによって放電が終了するため、バッテリーの使用可能な容量が減少します。リチウムイオン バッテリーには厳しい電圧制限が適用されるため、充電不均衡は自己回復できず、時間とともに悪化します。電気自動車へのバッテリー統合。電気自動車へのバッテリー統合には多くの側面があります。最も関連性の高い側面を示すために例を示します。この例は、E カー プロジェクトで得られた経験に基づいています。バッテリー システムは、最大 400V の必要な電圧レベルに達するために、50 Ah 容量の 96 個の直列接続された Li-ion セルを使用します。セルは 4 個のセルのモジュールに分割されています。バッテリー パックは 24 個のモジュールで構成され、各モジュールにはセルの監視とバランス調整を行う電子回路が含まれています。