Batterijcommunicatieprotocolopties

Op lithium gebaseerde batterijpakketten een batterijbeheersysteem nodig hebben (GBS) om kritische parameters zoals temperatuur, spanning, stroom, laad-/ontlaadsnelheid, capaciteit en algehele gezondheid te bewaken. Als er problemen zoals oververhitting of overladen worden gedetecteerd, waarschuwt het BMS het hoofdbesturingssysteem om het koelen te starten of het laden te stoppen. Daarom zijn betrouwbare communicatieprotocollen tussen het gebouwbeheersysteem, het apparaat en het besturingssysteem van fundamenteel belang voor de operationele veiligheid en efficiëntie.

Soorten batterijcommunicatieprotocollen

Er worden tegenwoordig veel communicatieprotocollen gebruikt, elk met specifieke sterke punten:

• RS232 is bedoeld voor point-to-point-verbindingen over korte afstand, zoals diagnostiek of firmware-updates. Het is eenvoudig, maar ondersteunt slechts één apparaat en werkt het beste tot 15-20 meter.
• RS485 kan langere afstanden aan (tot 1.200 meter) en verbindt meerdere apparaten op één netwerk. Het is betrouwbaar in luidruchtige omgevingen – ideaal voor energiesystemen thuis met meerdere batterijen.
• CAN (Controller Area Network), oorspronkelijk ontwikkeld voor auto's en nu gebruikt in geavanceerde energiesystemen, ondersteunt snelle communicatie tussen meerdere apparaten met foutdetectie. Het is robuust maar complexer om op te zetten en geschikt voor grootschalige of commerciële toepassingen die realtime gegevensuitwisseling vereisen.
• Andere protocollen zoals I2C, SMBus en UART bedienen kleinere apparaten (bijvoorbeeld consumentendrones) met eenvoudigere behoeften. Draadloze protocollen zoals BLE worden gebruikt voor monitoring op korte afstand.

Het juiste communicatieprotocol kiezen

Het kiezen van het juiste protocol hangt af van uw specifieke behoeften. Er bestaat geen one-size-fits-all oplossing. Uw keuze moet gebaseerd zijn op de schaal van uw systeem en wat u ermee wilt doen.

Hier is een snelle vergelijking van drie veelgebruikte protocollen om u te helpen beslissen:

Protocol Max. afstand Snelheid Beste voor

Voor de meeste thuissystemen met meerdere batterijen is RS485 een goede keuze. Voor grotere, krachtige opstellingen is CAN ondanks de complexiteit ervan vaak beter. Zorg ervoor dat het BMS en de omvormer van uw batterij hetzelfde protocol gebruiken om communicatiefouten en systeemproblemen te voorkomen.

Doel van een batterijcommunicatieprotocol

De belangrijkste taak van een communicatieprotocol is het mogelijk maken van gegevensuitwisseling. Hiermee kan het Battery Management System (BMS) belangrijke informatie delen met andere apparaten, zoals omvormers of monitoringsystemen. Normaal gesproken omvatten deze gegevens:

• Spanning en stroom
• Temperatuur
• Laadstatus (SoC) – hoeveel energie is er nog over
• Gezondheidstoestand (SoH) – de algemene toestand van de batterij
• Alarm- of storingsmeldingen

Deze doorlopende gegevens dienen drie belangrijke doelen:

1. Verbetert de veiligheid:​ Het BMS kan de omvormer een signaal geven om te stoppen met opladen als de batterij vol is, waardoor gevaren zoals overladen of oververhitting worden voorkomen.
2. Verbetert de efficiëntie: Nauwkeurige gegevens helpen de laad- en ontlaadcycli te optimaliseren voor een beter gebruik van de batterij.
3. Verlengt de levensduur van de batterij: Evenwichtige werking en nauwkeurige monitoring verminderen slijtage en verlengen de levensduur van de batterij.

Richtlijnen voor communicatieformaten

Voor een vlotte communicatie moet iedereen in het systeem hetzelfde communicatieformat volgen.

Stroom- en sequentiële richtlijnen

Gegevens worden verzonden in georganiseerde pakketten met een adres, bericht en foutcontrolemethode. Protocollen definiëren de structuur van deze dataframes.

For example, the CAN protocol uses a frame format with an identifier (priority code), data, and checksum for errors. Communication often follows a sequence; a master device like a computer may request information from slave devices such as batteries in a specific order.

Transmission Fault Detection Guidelines

Data transmission can fail. Protocols have built-in methods to detect these faults. A common method is a Cyclic Redundancy Check (CRC). This is a mathematical calculation added to the end of the data packet.

The receiving device performs the same calculation. If the results differ, it knows the data was corrupted during transmission. The protocol then dictates what to do next, like asking for the data to be sent again. This ensures the information is reliable.

Richtlijnen voor adressering en erkenning

In een netwerk met meerdere apparaten heeft elk apparaat een uniek apparaat nodig “adres.” Dit zorgt ervoor dat berichten op de juiste plaats terechtkomen. In een Modbus-netwerk kan elke batterij bijvoorbeeld een uniek adres hebben van 0x01 tot 0x0A.

Bevestiging​ is een manier om te bevestigen dat een bericht is ontvangen. Sommige protocollen gebruiken een systeem waarbij het ontvangende apparaat een bericht terugstuurt “erkenning” bericht. Als de afzender geen bevestiging ontvangt, verzendt hij het bericht opnieuw voor een betrouwbaardere communicatie.

Conclusie

Batterijcommunicatieprotocollen zijn essentieel voor veilige en efficiënte energiesystemen. Ze fungeren als de essentiële schakel tussen de batterij, het managementsysteem en andere componenten.

Het kiezen van het juiste protocol hangt af van de grootte en behoeften van uw systeem. RS485 is vaak geschikt voor woningen, terwijl CAN beter is voor grootschalige toepassingen. De sleutel is om compatibiliteit tussen alle onderdelen van uw systeem te garanderen en om vastgestelde richtlijnen voor gegevensstroom, foutcontrole en adressering te volgen.

Door cruciale gegevensuitwisseling mogelijk te maken, helpen deze protocollen ongelukken te voorkomen, de prestaties te maximaliseren en de levensduur van uw batterij-investering te verlengen.