Formation système de gestion de batterie

Leçon 1 • Concepts d'architecture du bloc-batterie

Présente les configurations de cellules en série et en parallèle, la conception des modules et les compromis au niveau du bloc. Cela définit le contexte structurel pour l'intégration matérielle du système de gestion de batterie.

Leçon 2 • Aperçu des chimies de cellules de batterie

Compare les chimies lithium-ion, NiMH, plomb-acide et état solide par densité énergétique et durée de vie cyclique. Guide la sélection de la chimie pour les applications cibles.

Leçon 3 • Modes de dégradation et de défaillance des cellules

Examine le placage au lithium, la croissance du SEI, la décomposition de l'électrolyte et la fatigue mécanique. Fournit le contexte de dégradation que les algorithmes du système de gestion de batterie doivent traiter.

Leçon 4 • Bases du stockage d'énergie électrochimique

Couvre les réactions d'oxydo-réduction, le transport des ions et les potentiels d'électrode. Établit le vocabulaire électrochimique utilisé tout au long de la formation.

Leçon 1 • Circuits de protection et dispositifs de commutation

Explique les MOSFET, les contacteurs, les fusibles et les circuits de précharge pour la protection contre les surintensités et les surtensions. Ces composants appliquent les limites de sécurité définies par le micrologiciel du système de gestion de batterie.

Leçon 2 • Sélection du microcontrôleur et de l'ASIC du système de gestion de batterie

Compare les ASIC dédiés au système de gestion de batterie par rapport aux microcontrôleurs à usage général pour les compromis de traitement et de coût. Les critères de sélection incluent le nombre de canaux, la précision et les interfaces de communication.

Leçon 3 • Circuits de détection de tension et de courant

Détaille les shunts résistifs, les capteurs à effet Hall et les amplificateurs différentiels pour une mesure précise. La précision affecte directement la qualité de l'estimation de l'état de charge et de l'état de santé.

Leçon 4 • Détection et gestion de la température

Couvre les thermistances NTC/PTC, les thermocouples et les stratégies de placement pour la surveillance thermique. Un placement de détection approprié évite les retards de détection d'emballement thermique.

Leçon 5 • Aperçu des blocs fonctionnels du système de gestion de batterie

Cartographie les blocs de détection, de protection, d'équilibrage et de communication au sein d'un système de gestion de batterie. Clarifie comment chaque bloc contribue au fonctionnement sûr du bloc.

Leçon 1 • Validation de l'estimation et analyse des erreurs

Définit les métriques RMSE, MAE et de biais pour évaluer la précision de l'estimateur par rapport aux données de référence. La validation sous des profils de charge dynamiques garantit la fiabilité dans le monde réel.

Leçon 2 • Modélisation de batterie pour l'estimation

Introduit les modèles de circuit équivalent et les modèles électrochimiques comme fondements de l'estimation. La précision du modèle détermine la limite supérieure des performances de l'estimateur.

Leçon 3 • Techniques d'estimation de l'état de santé

Quantifie la perte de capacité et l'augmentation de la résistance comme indicateurs de l'état de santé en utilisant l'analyse de capacité incrémentielle. L'état de santé alimente les prédictions de durée de vie utile restante et les décisions de remplacement.

Leçon 4 • Algorithmes basés sur des observateurs et des filtres

Implémente les observateurs de Luenberger, les filtres particulaires et les filtres adaptatifs pour une estimation d'état robuste. Le réglage du filtre équilibre le rejet du bruit et le retard d'estimation.

Leçon 1 • Évaluation des performances d'équilibrage

Mesure le temps d'équilibrage, la perte d'énergie et le déséquilibre résiduel pour évaluer l'efficacité de la topologie. Les résultats guident la sélection de la topologie pour les conceptions critiques en termes de coût et d'efficacité.

Leçon 2 • Topologies d'équilibrage passif

Couvre l'équilibrage par dissipation résistive utilisant des résistances fixes et commutées. Les méthodes passives sont simples mais gaspillent de l'énergie sous forme de chaleur pendant l'équilibrage.

Leçon 3 • Nécessité de l'équilibrage des cellules

Explique comment les variations de cellule à cellule de la capacité et de l'auto-décharge provoquent un déséquilibre du bloc au fil du temps. Le déséquilibre réduit la capacité utilisable et accélère la dégradation.

Leçon 4 • Topologies d'équilibrage actif

Examine les circuits de transfert d'énergie basés sur des condensateurs, des inductances et des transformateurs. L'équilibrage actif améliore l'efficacité mais augmente la complexité matérielle et le coût.

Leçon 1 • Modélisation et simulation thermiques

Construit des modèles thermiques à paramètres localisés et par éléments finis pour prédire la distribution de la température. Les résultats de simulation valident la conception du refroidissement avant le prototypage physique.

Leçon 2 • Détection et atténuation de l'emballement thermique

Identifie les déclencheurs d'emballement thermique, les chemins de propagation et les seuils de détection au niveau du système de gestion de batterie. Les stratégies d'atténuation comprennent l'éventage, l'isolation et la réponse de refroidissement actif.

Leçon 3 • Conception du système de refroidissement par air

Conçoit des canaux de refroidissement par air forcé, la sélection des ventilateurs et l'optimisation du chemin d'air pour les blocs-batteries. Le refroidissement par air convient aux applications de faible à moyenne puissance avec des contraintes de coût.

Leçon 4 • Génération de chaleur dans les cellules de batterie

Quantifie l'effet Joule, la chaleur entropique et la chaleur des réactions secondaires en fonction du courant et du SOC. Une modélisation précise de la source de chaleur est la base du dimensionnement du système thermique.

Leçon 1 • Communication sans fil du système de gestion de batterie

Évalue les liaisons radio Bluetooth, Zigbee et propriétaires pour la surveillance sans fil des cellules dans les grands blocs. Les liaisons sans fil éliminent le poids du faisceau de câbles mais introduisent une latence et des problèmes de sécurité.

Leçon 2 • SMBus et I2C pour la surveillance des cellules

Utilise SMBus et I2C pour interfacer les ASIC du système de gestion de batterie avec les microcontrôleurs hôtes pour la récupération des données des cellules. Ces protocoles conviennent à la communication intra-carte à courte distance et à faible vitesse.

Leçon 3 • Intégration système et tests HIL

Intègre le micrologiciel du système de gestion de batterie avec des simulateurs matériels dans la boucle pour valider la communication et le contrôle. Les tests HIL réduisent les risques avant le déploiement dans des systèmes de batterie réels.

Leçon 4 • Implémentation du bus CAN pour le système de gestion de batterie

Configure les trames CAN, les identifiants de message et la temporisation pour la communication entre le système de gestion de batterie et le contrôleur du véhicule. Le protocole CAN est le protocole dominant dans les applications de système de gestion de batterie automobiles et industrielles.

Leçon 1 • Protection contre les surtempératures et les courts-circuits

Implémente la dératage basé sur la température, la logique d'arrêt et la détection de court-circuit pour la sécurité du bloc. Une réponse rapide aux courts-circuits est essentielle pour empêcher l'initiation de l'emballement thermique.

Leçon 2 • Conformité aux normes de sécurité des batteries

Mappe les exigences de conception du système de gestion de batterie aux normes de sécurité fonctionnelle, de transport et de test d'abus. La documentation de conformité est requise pour la certification du produit et l'accès au marché.

Leçon 3 • Principes de sécurité fonctionnelle pour le système de gestion de batterie

Introduit l'analyse des dangers, l'évaluation des risques et les niveaux d'intégrité de sécurité applicables au système de gestion de batterie. Les objectifs de sécurité pilotent l'ensemble de l'architecture de protection et de la conception du micrologiciel.

Leçon 4 • Diagnostic des défauts et conception tolérante aux défauts

Applique l'AMDEC et l'ADD pour identifier les modes de défaillance du système de gestion de batterie et concevoir des chemins de sécurité redondants. Les architectures tolérantes aux défauts maintiennent un fonctionnement sûr lors de défaillances partielles du système.

Leçon 1 • Apprentissage automatique pour le diagnostic des batteries

Entraîne des modèles de classification et de détection d'anomalies sur des données de charge-décharge pour identifier les signatures de défauts. Les diagnostics basés sur l'apprentissage automatique détectent des modèles de dégradation subtils invisibles à la logique basée sur des règles.

Leçon 2 • Système de gestion de batterie connecté au cloud et analyse de flotte

Transmet les données du système de gestion de batterie aux plates-formes cloud pour la surveillance de la santé de la flotte et les mises à jour d'algorithmes. La connectivité cloud permet une amélioration continue des modèles d'estimation sur l'appareil.

Leçon 3 • Optimisation de la gestion de l'énergie et de la puissance

Utilise la programmation dynamique et les stratégies basées sur des règles pour répartir la puissance entre les cellules et les modules. L'optimisation réduit le stress de pointe et améliore l'efficacité globale du bloc.

Leçon 4 • Conception d'algorithme de charge optimal

Formule des stratégies de charge multi-étapes et prédictives par modèle qui minimisent le vieillissement tout en respectant les contraintes de temps. La charge optimale prolonge la durée de vie cyclique sans sacrifier la vitesse de charge.