解决方案

简介:

BMS是Battery Management System的缩写, 意思为电池管理系统。顾名思义电池管理系统是用来管理电池的以便电池能够维持更好的状态,稳定工作。

电池管理系统与电池紧密结合在一起,对电池的电压、电流、温度进行时刻检测,同时还进行漏电检测、热管理、电池均衡管理、报警提醒,计算剩余容量、放电功率,报告SOC&SOH 状态,还根据电池的电压电流及温度用算法控制最大输出功率以获得最大行驶里程、以及用算法控制充电机进行最佳电流的充电,通过CAN 总线接口与车载总控制器、电机控制器、能量控制系统、车载显示系统等进行实时通讯。

现状:

锂离子电池,在使用中最怕的就是过充电和过放电。一旦过充、过放电,电池就要损坏,容量降低,寿命减少。严重的情况下,还会发生爆裂和起火燃烧。

蓄电池在成组使用时,更容易发生过充、过放电的现象,其根源都在于电池的一致性差异所引起来的。而这些差异,如果在充、放电过程中没有得到应有的控制,将进一步加大,导致部分电池发生过充、过放电现象,造成电池容量和寿命的急剧下降,最终引起事故的发生。这是蓄电池在使用中出现的难题!

电池管理系统主要有三个功能:

(1)实时监测电池状态。通过检测电池的外特性参数(如电压、电流、温度等),采用适当的算法,实现电池内部状态(如容量和SOC等)的估算和监控,这是电池管理系统有效运行的基础和关键;

(2)在正确获取电池的状态后进行热管理、电池均衡管理、充放电管理、故障报警等;

(3)建立通信总线,向显示系统、整车控制器和充电机等实现数据交换。

合肥融宇电子有限公司开发产品之电路系统设计类产品之电池管理系统第1张

主控模块框图:

合肥融宇电子有限公司开发产品之电路系统设计类产品之电池管理系统第2张

从机模块框图:

合肥融宇电子有限公司开发产品之电路系统设计类产品之电池管理系统第3张

主要技术要点:

  • 主回路控制模块

BMCU输出高低电平控制信号来控制驱动继电器闭合与断开,实现主回路继电器的吸合与开启。串行互锁控制方式,提高控制可靠性。

  • 电压采集

采用专用的电压采集芯片对单体电池电压进行模数转换后,通过光耦将数字信号传至LMCU。单体电池电压的检测精度为5mV

  • 温度采集

采用数字式温度传感器,把每个温度传感器的地线、数据线、电源线进行合并,采用一根数据总线来进行通信,温度检测精度为1℃。

  • 数据处理与SOC估算

承担了电池管理系统核心的计算工作,包括电池组的SOC,最高、最低温度,最大、最小充放电功率,最大、最小充放电电流,最大、最小模块电压等数据的分析计算。SOC的估算在安时计量方法的基础上,采用电池的OCV-SOC曲线对SOC进行修正。

BMS的特点与优势:

合肥融宇电子有限公司开发产品之电路系统设计类产品之电池管理系统第4张

锂电池的特点:

合肥融宇电子有限公司开发产品之电路系统设计类产品之电池管理系统第7张

锂电池需要进行特色的保护,所以BMS需要监控每一块电芯状态。

  1. 电压监控以避免过度充电或过放电;
  2. 电流监测以避免过流或短路;
  3. 温度监控以防止损坏电池或延长电池寿命。

处理措施实例:

  1. 减小负载(如:降低速度)或断开负载输出;
  2. 断开充电机和电池之间的连接;
  3. 启动冷却装置(如:开启风扇)。

电池的均衡:

电池均衡处理能够保证不同电芯之间荷电状态达到一致,避免单个电池在充电时被过充、放电时被过放,充分均衡过程能够使电池组容量达到最大。

下图为电池在经过均衡后的电池容量状态变化:

合肥融宇电子有限公司开发产品之电路系统设计类产品之电池管理系统第6张

‘对电池状态进行监控技术”以及“驱动电池的充放电控制系统”是电池管理系统中最受到关注的两个领域。我们公司针对这两个方面进行了深入的研究,并已经在市场上进行大规模的实验。

电池管理系统应用案例:

合肥融宇电子有限公司开发产品之电路系统设计类产品之电池管理系统第5张
合肥融宇电子有限公司开发产品之电路系统设计类产品之电池管理系统第8张
合肥融宇电子有限公司开发产品之电路系统设计类产品之电池管理系统第9张

目前,民用无人机领域中,地图测绘无人机、地质勘测无人机、灾害监测无人机、气象探测无人机、空中交通管制无人机、边境控制无人机、通信中继无人机、抢险救灾无人机、公路勘测无人机、农药喷洒无人机的研究和应用在国内外都在不断的发展中。进行国土测绘、高压线路、灾情及气象、公路交通状况、大型桥梁等进行监视,对无人机的技术要求是不一样的。比如无人机在海洋区域飞行的抗风能力要高于高山地区;气象监视要求无人机进到台风眼中还要能够飞回来;对灾情进行监视回传的遥感信息图像只要能看清地面的所有物品就行了,而观测公路桥梁病害就必须能够看清桥梁结构上的细微病害裂缝。国内的民用无人机当前应用比较多的还是低空遥感测绘和抢险应急勘测无人机,尤其以国家测绘局列入十二五规划而推进、推广力度相对大。

随着民用无人机技术的不断革新,多旋翼无人机技术已经十分成熟,与摄像器材结合就成为低成本航拍利器,航拍照片精度比卫星照片更高,而且使用成本非常低,在国内被广泛无人机爱好者爱好者青眯。在公路交通领域应用中,重大山体滑坡、地震灾害、道路中断、桥梁损毁重大事故等也是一样的情况,在灾害性气候过后,相关部门需要迅速掌握受灾情况,但派人进去又太危险,组织灾后救援,在道路、桥梁、电力、通信很可能受损的情况下,无人机也有不可替代的作用。具有一定的吊挂能力的无人直升机甚至可以向被困地区运输急需的食品、药品、饮用水,或则帐篷、毯子等自救装备,对灾害处治方面,无人机能够快速便捷的获取事故或险情的整体画面,直观的协助相关部门快速制定出准确的应急和处治方案。

一、无人机在对气候、地质灾害处治中的应用。

合肥融宇电子有限公司之解决方案之民用无人机应用方案第1张

当遇上因气候和地质灾害发生时,公路交通将成为整个抢险救灾工作的生命线,当公路因灾害而中断时,相关公路部门只能徒步勘测和依托其他单位提供的相关信息制定抢修方案,而使用无人机能够快速、便捷的采集的整个灾区公路的灾害图片,为相关救灾部门提供准确的灾害信息,便于准确的制定出公路的修复方案,更快的打通抢险救灾的生命线,为抢险救灾的全面工作提供宝贵的时间。

二、无人机在公路桥梁日常检查和病害观测中的应用。

合肥融宇电子有限公司之解决方案之民用无人机应用方案第2张

目前,云南省属于高原地区,崇山峻岭,海拔落差较大,地理环境非常复杂,近年来随着公路等级的不断提高,公路桥梁在各条国省干线里程中占有很大的比率,从而使得公路桥梁的检测维护工作成了公路部门难题,现有的专业桥梁检测车辆设备在省内也为数不多,检测车辆设备成本少则几十万,多则几百万,使得整个公路行业的桥梁检测和维护工作属于滞后状态,而在领域中投入使用无人机,成本低廉,工作效率高,操作方便,每个属地管理部门都能配备。在日常的桥梁检查过程中,特别是一些大桥、特大桥就能使用无人机挂载高清摄像机对整个桥梁结构进行观测检查,及时发现细微的病害,提前做出处治,延长桥梁的使用寿命,使整个桥梁维护工作降低投入成本和提高工作效率,桥梁也能够得到及时的养护和管理。

三、无人机在公路沿线设施日常检查中的应用。

合肥融宇电子有限公司之解决方案之民用无人机应用方案第3张

目前,云南省内的国省干线等级不断的提升,按照公路设计标准和要求,公路均在险峻的山间穿梭,使得云南公路的建设形成“逢山开路 遇水架桥”的局面,因养护里程和养护等级的不断提高,公路管养部门的专业技术人员也成了稀缺状态,公路的高边坡、路基等日常巡查和养护工作存在很大的困难,而将无人机投入该应用中能够快速的缓解,技术人员不足的情况,目前公路上下的高边坡,天沟等构造物高则上百米,如果靠人工进行日常检查,既费时又费力,很多边坡、路基因地势险峻,导致人无法进行观测和检查,面对一些山体滑坡、垮塌等灾害的前期迹象无法提前获知和预警,日常的检查维护工作很难完成,也是目前一些因边坡坍塌、路基下沉、山体滑坡导致重大事故发生原因。而无人机在这方面的应用,将大大提高日常检查和维护的效率,能够快速便捷的观测和检查每一个构造物的情况,对一些灾害发生前的迹象提前获知,及时采取安全措施,避免重大事故的发生,以及对安全隐患的处治提供准确、快速、直观的信息。

四、无人机在建设测绘中的应用。

合肥融宇电子有限公司之解决方案之民用无人机应用方案第4张

目前,在工程建设前期的测绘工作中,很多时候均采用卫星拍摄的画面进行整体设计的分析,因卫星拍摄近地画面不清晰,不能清晰反映实际的地形,导致在施工过程中增加了很多应设计导致的变更项目,而是用无人机进行辅助的地面勘测,则能拍摄更高清画质的地面画面,为公路设计部门提供高质量画质的地理图片经行参考。

五、无人机在工程项目建设中的应用

合肥融宇电子有限公司之解决方案之民用无人机应用方案第5张

无人机在重点建设工程中,能够直观、快速、随时随地的从高空观察工程的进度、施工情况等,对整个项目建设指导工作起到积极的作用。

六、无人机在农业植保中的应用

合肥融宇电子有限公司之解决方案之民用无人机应用方案第6张

目前,农业部门在植保工作中广泛推广无人机代替人工作业,喷洒农药、播撒种子等等效率提升成方程式递增,在绿化植保工作中也任然可以采用无人机代替人工播撒绿化种子和喷洒农药等工作,特别是在高边坡植保防护和土路肩绿化种植等植保工作中,无人机能快速完成各项工作,大大提升工作效率和减少人力资金的投入,效果是显而易见的。

总之,无人机在不同行业的应用涉及到方方面面,无人机的投入使用优势显而易见,也是行业级的信息化建设发展趋势中的重要组成部分,无人机的投入使用,将大大改善目前云南公路养护任务艰巨、专业技术人员不足的问题。

智能家电控制框架:

合肥融宇电子有限公司之解决方案之智能家电控制方案第1张

家管家(软件终端)

合肥融宇电子有限公司之解决方案之智能家电控制方案第2张

在家中,一部手机(平板电脑)可控制家中所有家电设备,替代所有遥控器,操作简单,轻松掌控全宅电器。也可通过手机和电脑远程控制,比如提前开启家中空调和地暖系统,回家即享受。

 

设备组成:

合肥融宇电子有限公司之解决方案之智能家电控制方案第3张

系统可满足不同场景下的智能家电的控制的需求,同时结合大数据和AI进行系统各模块的系统控制,界面简洁大方,可以根据客户的需求进行定制。

合肥融宇电子有限公司之解决方案之智能家电控制方案第4张

系统主机、电动幕帘控制器、智能灯光控制器,智能地暖控制器、红外转发器、万用内置插座(功耗型及红外型)、信息家电遥控器、中央空调控制面板和协议转换器。

 

  智能家电控制系统功能两点:

  1. 1=N:一部手机(平板电脑)替代所有遥控器;
  2. 复杂控制简单化:省掉学习使用众多遥控器的烦恼,轻松掌控全宅电器;
  3. 远程开启空调地暖:通过手机和电脑等终端远程开启家中空调和地暖系统,回家即享受;
  4. 集中控制:手机、平板电脑控制家中所有家电设备;
  5. 随时随地控制:利用手机可在任何房间控制家中所有电器;
  6. 离家模式:离家时,可自动切断全部电源,也可通过手机远程关闭;
  7. 定时开关:可定时开关家中空调、窗帘、电视和背景音乐等家电;
  8. 远程控制家电:通过手机和电脑远程对家电设备进行控制;
  9. 集成控制中央空调,节省投资:各房间无需安装中央空调控制面板,节约布线和施工投资,一般可节约3-5万元;
  10. 集成控制中控地暖:通过定时、遥控或手机远程等方式控制家中地暖;
  11. 智能控制厨卫家电:定时烹调、烧水,定时供断电;

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