Варианты протокола связи с аккумулятором

Литиевые аккумуляторы требуется система управления батареями (БМС) для мониторинга критических параметров, таких как температура, напряжение, ток, скорость заряда/разряда, емкость и общее состояние здоровья. При обнаружении таких проблем, как перегрев или перезарядка, BMS предупреждает главную систему управления о необходимости начать охлаждение или прекратить зарядку. Таким образом, надежные протоколы связи между BMS, устройством и системой управления имеют основополагающее значение для эксплуатационной безопасности и эффективности.

Типы протоколов связи с батареями

Сегодня обычно используются несколько протоколов связи, каждый из которых имеет свои сильные стороны:

• RS232 предназначен для соединений «точка-точка» на коротких расстояниях, таких как диагностика или обновление прошивки. Это просто, но поддерживает только одно устройство и лучше всего работает на расстоянии до 15-20 метров.
• RS485 обрабатывает большие расстояния (до 1200 метров), соединяет несколько устройств в одной сети. Он надежен в шумной обстановке. – идеально подходит для домашних энергосистем с несколькими батареями.
• CAN (сеть контроллеров), изначально разработанная для автомобилей, а теперь используемая в современных энергетических системах, поддерживает высокоскоростную связь между несколькими устройствами с обнаружением ошибок. Он надежен, но более сложен в настройке и подходит для крупномасштабных или коммерческих приложений, требующих обмена данными в реальном времени.
• Другие протоколы, такие как I2C, SMBus и UART, обслуживают более мелкие устройства (например, потребительские дроны) с более простыми потребностями. Беспроводные протоколы, такие как BLE, используются для мониторинга на небольшом расстоянии.

Выбор правильного протокола связи

Выбор правильного протокола зависит от ваших конкретных потребностей. Не существует универсального решения, подходящего всем. Ваш выбор должен основываться на масштабе вашей системы и того, что вам нужно от нее.

Вот краткое сравнение трех распространенных протоколов, которое поможет вам принять решение:

Протокол Макс. расстояние Скорость Лучше всего подходит для

Для большинства домашних систем с несколькими батареями RS485 является хорошим выбором. Для более крупных и высокопроизводительных систем CAN зачастую лучше, несмотря на его сложность. Убедитесь, что BMS и инвертор вашей батареи используют один и тот же протокол, чтобы избежать сбоев связи и проблем в системе.

Назначение протокола связи с аккумулятором

Основная задача протокола связи — обеспечить обмен данными. Это позволяет системе управления батареями (BMS) обмениваться важной информацией с другими устройствами, такими как инверторы или системы мониторинга. Обычно эти данные включают в себя:

• Напряжение и ток
• Температура
• Состояние заряда (SoC) – сколько энергии осталось
• Состояние здоровья (SoH) – общее состояние аккумулятора
• Сообщения о тревогах или неисправностях

Эти текущие данные служат трем ключевым целям:

1. Повышенная безопасность: BMS может сигнализировать инвертору о прекращении зарядки, если батарея заряжена, предотвращая такие опасности, как перезарядка или перегрев.
2. Повышает эффективность: точные данные помогают оптимизировать циклы зарядки и разрядки для более эффективного использования аккумулятора.
3. Prolongs Battery Life:​ Balanced operation and precise monitoring reduce wear and tear, extending battery life.

Communication Format Guidelines

For smooth communication, everyone in the system must follow the same communication format.

Flow and Sequential Guidelines

Data is sent in organized packets with an address, message, and error-checking method. Protocols define the structure of these data frames.

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

Передача данных может оказаться неудачной. Протоколы имеют встроенные методы для обнаружения этих ошибок. Распространенным методом является проверка циклическим избыточным кодом (CRC). Это математический расчет, добавляемый в конец пакета данных.

Приемное устройство выполняет тот же расчет. Если результаты различаются, значит, данные были повреждены во время передачи. Затем протокол определяет, что делать дальше, например, запрашивать повторную отправку данных. Это гарантирует достоверность информации.

Рекомендации по адресации и подтверждению

В сети с несколькими устройствами каждому требуется уникальный “адрес.” Это гарантирует, что сообщения попадут в нужное место. Например, в сети Modbus каждая батарея может иметь уникальный адрес от 0x01 до 0x0A.

Подтверждение — это способ подтвердить получение сообщения. Некоторые протоколы используют систему, в которой принимающее устройство отправляет обратно сообщение. “признание” сообщение. Если отправитель не получает подтверждения, он повторно отправляет сообщение для более надежной связи.

Заключение

Протоколы связи с батареями необходимы для безопасных и эффективных энергетических систем. Они действуют как жизненно важное связующее звено между аккумулятором, его системой управления и другими компонентами.

Выбор правильного протокола зависит от размера и потребностей вашей системы. RS485 часто хорошо подходит для дома, а CAN лучше подходит для крупномасштабных приложений. Главное — обеспечить совместимость между всеми частями вашей системы и следовать установленным правилам потока данных, проверки ошибок и адресации.

Обеспечивая обмен важными данными, эти протоколы помогают предотвратить несчастные случаи, максимизировать производительность и продлить срок службы ваших инвестиций в аккумуляторы.