Elektrikli aracınıza binersiniz, onu çalıştırırsınız ve küme size seyahat edebileceğiniz mil sayısını gösterir. Bu menzile göre gideceğiniz yere ulaşmak için yapacağınız pit stoplara karar veriyorsunuz ama aracınızın kat edebileceği mesafeyi nasıl hesapladığını hiç merak ettiniz mi?
Akü Yönetim Sistemi veya BMS, elektrikli aracınıza güç sağlayan akü paketine göz kulak olur ve menzili sizin için tahmin eder. Ayrıca sistem, pil takımının sağlığını izler ve kullanımının güvenli olmasını sağlar.
Pil Paketlerini ve Lityum İyon Hücreleri Anlama
Pil Yönetim Sistemlerine girmeden önce, pil paketlerinin nasıl yapıldığını anlamak çok önemlidir.
Elektrikli bir araçtaki pil takımı, Lityum-iyon hücrelerden yapılır ve bu hücreler, bir pil takımı modülü oluşturmak için birbirine bağlanır. Bu modüller ayrıca bir pil takımı oluşturmak için diğer modüllere bağlanır. Bu modüler tasarım, pil takımının verimli bir şekilde yönetilmesine yardımcı olur ve servis verilebilirliği artırır. Bu tasarım mimarisi nedeniyle, pil takımı üreticisi, tüm pil takımını değiştirmek yerine hatalı bir modülü değiştirebilir.
Avantajlar açısından, Lityum-iyon hücreler, yüksek güç-ağırlık gibi çeşitli özellikler sunar. oranı, yüksek enerji verimliliği, düşük kendi kendine deşarj özellikleri ve iyi yüksek sıcaklık verim. Bu özelliklerinden dolayı Lityum-iyon piller elektrikli araçlar için ilk tercihtir, ancak bu piller kusursuz değildir ve katı hal pil teknolojisi Lityum-iyon pillerle gelen sorunları çözmeye çalışıyor.
Burada dikkat edilmesi gereken bir diğer nokta ise, Lityum-iyon hücrelerin ancak belirtilen limitler dahilinde çalıştırıldıklarında yukarıda belirtilen avantajları sunabilecekleridir. Aşağıda bu operasyonel limitlere kısa bir genel bakış yer almaktadır.
- Voltaj özellikleri: Elektrikli bir araçtaki pil takımı, birkaç Lityum-iyon hücreden yapılmıştır. Olayları bir perspektife oturtmak için Tesla Roadster 6.831 hücreyle geldi ve bu hücrelerin her birinin belirli bir voltaj aralığında çalışması gerekiyor. Çoğu hücre için bu aralık 3,0 ile 4,1 volt arasındadır. Hücreler bu aralıkların dışında kullanılırsa pil takımının ömrü ve sunduğu performans bozulur.
- Sıcaklık sınırları: Voltaj sınırlarına ek olarak, Lityum-iyon pillerin sıcaklığının da izlenmesi gerekir. Çoğu hücre için bu aralık -4 ile 131 Fahrenheit (-20 ve 55 santigrat derece) arasındadır. Hücreler bu sıcaklık aralıklarının dışında çalıştırılırsa, pil takımının performansı ve ömrü büyük ölçüde düşebilir.
- Mevcut çizim: Hücrelerden çekilen akımın miktarı da izlenmelidir. Hücrelerden çekilen akım miktarı belirlenen limitlerin dışındaysa, hücrelerin ömrü katlanarak azalır.
- Şarj akımı: Pil paketinin şarj sırasında da izlenmesi gerekir. Bunun nedeni, pil takımına kısa bir süre içinde yüksek miktarda akım pompalanmasıdır ve bu genellikle 3. seviye şarj cihazlarını kullanarak hızlı şarj. Pil takımındaki bu yüksek akım akışı nedeniyle, hücreler aşırı şarj olabilir, bu da ısınmalarına neden olarak hücrelerin ömrünü ve performansını düşürür.
Bir pil paketinin optimum performansı için izlenmesi gereken birkaç parametre gerektiğinden, bir Pil Yönetim Sistemine ihtiyaç duyar. Bu yönetim sistemi, her hücrenin çeşitli özelliklerini izleyen ve pil takımının belirtilen sınırlar içinde çalışmasını sağlayan bir bilgi işlem cihazıdır.
Hücreler Öngörülen Sınırlar İçinde Çalışmazsa Ne Olur?
Pil paketindeki hücreler yüksek sıcaklıkta çalıştırılırsa veya onlardan çok fazla akım çekilirse, termal kaçak olarak bilinen bir olay meydana gelebilir.
Görüyorsunuz, bir Lityum-iyon pil, bir dizi kimyasal reaksiyon yoluyla enerji sağlar. Bu reaksiyonlar ısı üretir ve piller uygun aralıklarda çalıştırılmazsa bu reaksiyonların ürettiği ısı miktarı katlanarak artar.
Isı üretimindeki bu artış nedeniyle hücreler alev alabilir ve pil paketinde zincirleme reaksiyona neden olabilir. Bu nedenle, termal kaçakları önlemek için her hücrenin sıcaklığını izlemek önemlidir.
Pil Yönetim Sistemi Nasıl Çalışır ve Ne İşe Yarar?
Pil Yönetim Sistemi, birkaç sensöre bağlı bir bilgisayardır. Bu sensörler, her hücrenin voltajını, akımını ve sıcaklığını izler ve BMS'ye gönderir.
Akü Yönetim Sistemi daha sonra bu verileri analiz ederek her hücrenin öngörülen sınırlar içinde çalışmasını sağlar. Durum böyle değilse, sorunu çözmeye çalışır.
Pil takımının içindeki hücreler çok sıcaksa, BMS, pil takımının sıcaklığını düşürmek için soğutma sistemini yönetir.
Hücre voltajında değişiklik olması durumunda, Batarya Yönetim Sistemi hücre dengeleme işlemini gerçekleştirir. Hücreleri dengelemek için bir hücreden diğerine enerji aktararak tüm hücrelerin aynı voltaj seviyesinde çalışmasını sağlar.
Yukarıda belirtilen görevlere ek olarak, BMS, pilin şarj durumunu ve sağlığını hesaplamak için aldığı verilerin günlüklerini alır.
Bir Akü Yönetim Sistemi Menzili Nasıl Hesaplar?
BMS'ye bağlı sensörlerden biri, pil paketine giren ve çıkan akım miktarını ölçer. Bu verilere dayanarak, Akü Yönetim Sistemi, akü paketinin sahip olduğu akım miktarını ve aracınızın kat edebileceği mesafe miktarını tahmin eder, menzil kaygınızı uzak tutmak.
Akü Yönetim Sistemlerine Gerçekten İhtiyaç Var mı?
Elektrikli bir araçtaki Akü Yönetim Sistemi, akü paketindeki her bir hücreyi yakından izler. Pil takımının güvenli bir şekilde kullanılmasını sağlar ve hücreler düzgün çalışmıyorsa aracı korur.
Ayrıca, aracın seyahat edebileceği menzili tahmin eder ve pil takımının genel yaşam döngüsünü iyileştirmeye yardımcı olur. Bu nedenle, bir Pil Yönetim Sistemi elektrikli bir aracın kritik bir parçasıdır ve iyi bir pil yönetim sistemi, bir elektrikli aracın ömrünü birkaç yıl artırabilir.
