云平台智能锂离子电池管理系统的概念综述|环球信息

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文章导读

在利用可再生能源来帮助解决气候变化问题方面，能源储存发挥着重要作用。锂离子电池 (LIB) 因其特性而成为一种优秀的储能解决方案。为了确保锂离子电池系统的安全和高效运行，电池管理系统 (BMS) 至关重要。来自加拿大滑铁卢大学的Manh-Kien Tran及其研究团队在Batteries 期刊发表文章，综述了基于云的智能BMS的概念和设计，并就其功能与可用性以及对未来电池应用的优点进行了评估，此外还讨论了智能BMS的本地和云功能之间的潜在划分。本文指出，基于云的智能BMS有望提高LIB系统的可靠性和整体性能，为可再生能源的大规模应用作出贡献。

【资料图】

综述当前的BMS

通常，锂离子电池系统BMS具有不同的电池、模块和电池组层。其中有主要的控制和计算设备的“主”单元，以及许多用于监视单个单元的电压、电流和温度的“从”单元。“从”单元监控电池和模块，并通过传感器收集数据，发送至“主”单元以进行进一步控制。BMS最初的主要功能是监控和保护电池，而当前 (如图1所示) 和更现代的BMS则相对更复杂，具有电池监控、电池平衡、电池安全和保护、状态估计和热管理等功能，当前的BMS设计问题是实时故障诊断算法的不可靠性。

图1.电流电池管理系统 (BMS) 的设计和功能。

云化智能BMS概念

最近提出的利用云计算和云存储优势的基于云的智能BMS设计，可能解决当前BMS计算能力和数据存储限制问题，从而促进大规模的LIB系统集成。基于云的BMS (如图2所示) 的硬件和软件要求比当前BMS的设计要求更高，但基于云的BMS将能更有效地控制及优化系统，可以更好地监控和实现数据可视化，并执行更加准确、可靠的电池预测和诊断。基于云的智能BMS的开发可能为下一代储能技术提供更高水平的智能控制。

图2.基于云的智能BMS的潜在设计及功能。

云端智慧BMS的功能及展望

开发高效、可靠、准确的 BMS 对于安全有效的电池管理和控制非常重要。BMS的本地功能应包括数据采集、电池平衡、充电控制、热管理和故障检测。其中一些功能可通过使用云平台来补充。BMS的云功能应包括但不限于电池监测、SOC和SOH估计以及故障预测。在云平台的帮助下，细胞监测功能可以得到显著提升，基于云的解决方案将提供无限量的数据存储。此外还有一些目前离线BMS无法实现的潜在功能，如寿命预测、经济优化等，也可通过基于云的智能BMS的实施来开发。

研究总结

随着锂离子电池的兴起，BMS在确保安全和优化电池应用的运行方面发挥着重要作用。然而，目前BMS设计仍存在关键缺陷。基于云的智能BMS设计的最新发展，将能解决当前BMS有限计算能力和数据存储导致其算法不可靠、不准确的问题。本文回顾了基于云的BMS的概念及其潜在功能和可用性。云解决方案将为LIB系统的状态监测、故障预测和优化提供一个更好的解决方案。通过提高锂离子电池系统的可靠性和性能，基于云的智能BMS将有助于可再生能源的大规模采用，从而使得能源更便宜、更清洁、更易为公众所接受。但其中仍存在一些缺点，如需快速且稳定的现场互联网，防止停机造成的潜在的更高但未优化的成本，以及进一步的概念验证。未来研究应重点关注在基于云的BMS上实现先进的电池模型和算法，并在实际电池引用中加以验证。

文章链接：https://www.mdpi.com/2313-0105/8/2/19

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