Tùy chọn giao thức liên lạc pin

Bộ pin dựa trên lithium yêu cầu Hệ thống quản lý pin (BMS) để theo dõi các thông số quan trọng như nhiệt độ, điện áp, dòng điện, tốc độ sạc/xả, công suất và tình trạng tổng thể. Nếu phát hiện các vấn đề như quá nhiệt hoặc sạc quá mức, BMS sẽ cảnh báo hệ thống điều khiển chính để bắt đầu làm mát hoặc tạm dừng sạc. Do đó, các giao thức liên lạc đáng tin cậy giữa BMS, thiết bị và hệ thống điều khiển là nền tảng cho sự an toàn và hiệu quả trong vận hành.

Các loại giao thức truyền thông pin

Một số giao thức truyền thông thường được sử dụng ngày nay, mỗi giao thức có những điểm mạnh riêng:

• RS232 dành cho các kết nối điểm-điểm, khoảng cách ngắn như chẩn đoán hoặc cập nhật chương trình cơ sở. Nó đơn giản nhưng chỉ hỗ trợ một thiết bị và hoạt động tốt nhất ở khoảng cách lên tới 15-20 mét.
• RS485 xử lý khoảng cách xa hơn (lên tới 1.200 mét), kết nối nhiều thiết bị trên một mạng. Nó đáng tin cậy trong môi trường ồn ào – lý tưởng cho hệ thống năng lượng gia đình có nhiều pin.
• CAN (Mạng khu vực điều khiển), ban đầu được phát triển cho ô tô và hiện được sử dụng trong các hệ thống năng lượng tiên tiến, hỗ trợ liên lạc đa thiết bị tốc độ cao với khả năng phát hiện lỗi. Nó mạnh mẽ nhưng phức tạp hơn để thiết lập, phù hợp với các ứng dụng thương mại hoặc quy mô lớn yêu cầu trao đổi dữ liệu theo thời gian thực.
• Các giao thức khác như I2C, SMBus và UART phục vụ các thiết bị nhỏ hơn (ví dụ: máy bay không người lái dành cho người tiêu dùng) với nhu cầu đơn giản hơn. Các giao thức không dây như BLE được sử dụng để giám sát phạm vi ngắn.

Chọn giao thức truyền thông phù hợp

Việc chọn đúng giao thức tùy thuộc vào nhu cầu cụ thể của bạn. Không có giải pháp nào phù hợp cho tất cả. Sự lựa chọn của bạn phải dựa trên quy mô hệ thống của bạn và những gì bạn cần nó làm.

Dưới đây là so sánh nhanh về ba giao thức phổ biến để giúp bạn quyết định:

Giao thức Tốc độ khoảng cách tối đa Tốt nhất cho

Đối với hầu hết các hệ thống gia đình sử dụng nhiều pin, RS485 là một lựa chọn tốt. Đối với các thiết lập lớn hơn, hiệu suất cao, CAN thường tốt hơn mặc dù độ phức tạp của nó. Đảm bảo BMS và biến tần của pin sử dụng cùng một giao thức để tránh lỗi kết nối và sự cố hệ thống.

Mục đích của giao thức liên lạc pin

Công việc chính của giao thức truyền thông là cho phép trao đổi dữ liệu. Nó cho phép Hệ thống quản lý pin (BMS) chia sẻ thông tin quan trọng với các thiết bị khác, chẳng hạn như bộ biến tần hoặc hệ thống giám sát. Thông thường, dữ liệu này bao gồm:

• Điện áp và dòng điện
• Nhiệt độ
• Trạng thái phí (SoC) – còn lại bao nhiêu năng lượng
• Tình trạng sức khỏe (SoH) – tình trạng chung của pin
• Thông báo cảnh báo hoặc lỗi

Dữ liệu liên tục này phục vụ ba mục đích chính:

1. Nâng cao độ an toàn:​ BMS có thể báo hiệu cho biến tần ngừng sạc nếu pin đầy, ngăn ngừa các nguy hiểm như sạc quá mức hoặc quá nóng.
2. Cải thiện hiệu quả:​ Dữ liệu chính xác giúp tối ưu hóa chu kỳ sạc và xả để sử dụng pin tốt hơn.
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

Truyền dữ liệu có thể thất bại. Các giao thức có các phương pháp tích hợp để phát hiện những lỗi này. Một phương pháp phổ biến là Kiểm tra dự phòng theo chu kỳ (CRC). Đây là phép tính toán học được thêm vào cuối gói dữ liệu.

Thiết bị nhận thực hiện tính toán tương tự. Nếu kết quả khác nhau, nó biết dữ liệu bị hỏng trong quá trình truyền. Sau đó, giao thức sẽ ra lệnh phải làm gì tiếp theo, chẳng hạn như yêu cầu gửi lại dữ liệu. Điều này đảm bảo thông tin là đáng tin cậy.

Nguyên tắc ghi địa chỉ và xác nhận

Trong mạng có nhiều thiết bị, mỗi thiết bị cần một thiết bị duy nhất “Địa chỉ.” Điều này đảm bảo rằng tin nhắn đến đúng nơi. Ví dụ: trong mạng Modbus, mỗi pin có thể có một địa chỉ duy nhất từ ​​0x01 đến 0x0A.

Xác nhận là một cách để xác nhận một tin nhắn đã được nhận. Một số giao thức sử dụng hệ thống trong đó thiết bị nhận sẽ gửi lại một “sự thừa nhận” tin nhắn. Nếu người gửi không nhận được xác nhận, nó sẽ gửi lại tin nhắn để liên lạc đáng tin cậy hơn.

Phần kết luận

Giao thức truyền thông pin rất cần thiết cho hệ thống năng lượng an toàn và hiệu quả. Chúng hoạt động như một liên kết quan trọng giữa pin, hệ thống quản lý và các thành phần khác.

Việc chọn giao thức phù hợp tùy thuộc vào quy mô và nhu cầu hệ thống của bạn. RS485 thường phù hợp cho gia đình, trong khi CAN phù hợp hơn cho các ứng dụng quy mô lớn. Điều quan trọng là đảm bảo khả năng tương thích giữa tất cả các phần trong hệ thống của bạn và tuân theo các nguyên tắc đã được thiết lập về luồng dữ liệu, kiểm tra lỗi và giải quyết.

Bằng cách cho phép trao đổi dữ liệu quan trọng, các giao thức này giúp ngăn ngừa tai nạn, tối đa hóa hiệu suất và kéo dài tuổi thọ cho khoản đầu tư pin của bạn.