Développement de BMS précis dans toutes les conditions

Quelle est la précision de votre BMS lorsque la cellule est pleine ou vide, chaude ou froide, neuve ou vieillie ?

Le développement de BMS implique des estimateurs d'état de charge, d'état de santé et d'état de puissance valables dans toutes les conditions, ainsi qu'un système qui reste sûr. Ils sont développés à partir d'un modèle de système. Avec un Batemo Cell Model basé sur la physique comme modèle de système, les erreurs de modèle ne deviennent pas des erreurs d'estimation, et chaque modification du code est testée par rapport à la physique.

Parler à un ingénieur en batteries
Un pack batterie s'ouvre et son système de gestion de batterie lit chaque rangée de cellules, puis un graphique dans lequel un modèle simple s'écarte du véritable état de charge à froid et sous fort courant, tandis que le Batemo Cell Model reste précis.

Développement de BMS : aujourd'hui et avec un Batemo Cell Model

Aujourd'hui, les algorithmes BMS sont calibrés sur un modèle de circuit équivalent (RC) simple, puis corrigés sur banc et lors de tests hardware-in-the-loop. Avec un Batemo Cell Model dans la boucle, ils sont développés et testés selon la physique, du premier jeu de paramètres jusqu'au code sur le microcontrôleur.

Mesuré vs. Batemo Cell Model

tension / V

Décharge mesurée de Molicel INR21700-P45B à 5 courants, ambiance à 25 °C 2.42.83.23.64.04.4012345

capacité / Ah

  • 0,45 A
  • 4,45 A
  • 17,81 A
  • 35,62 A
  • 49,42 A

0,7%

écart de tension du modèle, RMS sur l'ensemble des tests de validation

Décharge mesurée de Molicel INR21700-P45B à 25 °C, de 0,1 C à 11,1 C. Voir la cellule ›
  1. Aujourd'hui

    Testez pour paramétrer l'estimateur.

    L'estimateur nécessite son propre modèle de cellule, et sa paramétrisation demande généralement 30 jours de tests sur banc.

    Avec un Batemo Cell Model

    Paramétrez-le virtuellement.

    Le Batemo Cell Model remplace les tests de paramétrage par des tests virtuels : bien plus de tests qu'un banc d'essai ne peut en effectuer, à échantillonnage dense, en une seule journée.

    Vous gagnez: 30 à 1jours pour paramétrer votre modèle d'estimation

  2. Aujourd'hui

    Utiliser un modèle RC simple.

    Le software-in-the-loop s'appuie sur une table de correspondance ou un modèle de circuit équivalent issu d'un nombre limité de mesures en laboratoire. Ses erreurs deviennent les erreurs de votre estimateur.

    Avec un Batemo Cell Model

    Développez face à la réalité.

    Le Batemo Cell Model est votre modèle de système et correspond à la cellule réelle, de sorte que les erreurs du modèle de système ne se transforment pas en erreurs d'estimation. Vous souhaitez le vérifier vous-même ? Batemo Cell Data vous donne accès aux mesures sous-jacentes au modèle, prêtes pour votre propre validation sans avoir à tester une seule cellule.

    Vous gagnez: Réalitécomme modèle de votre système, afin que les erreurs de modèle ne deviennent pas des erreurs d'estimation

  3. Aujourd'hui

    Testez quelques scénarios.

    Un banc effectue quelques démarrages à froid, des impulsions et des cellules vieillies. Les cas limites problématiques sont ceux que personne n'a testés.

    Avec un Batemo Cell Model

    Tester chaque modification du code.

    Des routines automatisées exécutent des milliers de scénarios par jour et vérifient chaque modification du code par rapport à la physique réelle, sur toute la plage de fonctionnement.

    Vous gagnez: ÷ 10probabilité d'erreur résiduelle dans votre logiciel BMS

  4. Aujourd'hui

    Valider uniquement sur de nouvelles cellules.

    Une cellule vieillie doit d'abord être produite en laboratoire ; la plupart des estimateurs sont donc vérifiés sur des cellules neuves et dérivent au fur et à mesure du vieillissement de la cellule.

    Avec un Batemo Cell Model

    Construisez un BMS robuste.

    Le modèle physique vieillit les cellules virtuellement, sur des bases physiques, bien avant que des tests de vieillissement réels ne soient effectués. Votre BMS reste précis quel que soit le vieillissement réellement constaté.

    Vous gagnez: Robusteprécision sur toute la durée de vie de la cellule

  5. Aujourd'hui

    Détectez les problèmes en hardware-in-the-loop.

    Le code est généré pour le microcontrôleur, et les tests hardware-in-the-loop révèlent ce que le modèle RC avait manqué. Chaque constat entraîne un nouveau cycle de reconception.

    Avec un Batemo Cell Model

    Implémentez-le immédiatement.

    Parce que Batemo Cell Model correspond à la réalité, peu de surprises apparaissent lors des tests HIL ou PHIL. Votre logiciel est testé virtuellement et est transféré sur le microcontrôleur sans mauvaises surprises.

    Vous gagnez: Moins d'itérationsune implémentation simplifiée, moins de reconceptions

Un ingénieur travaille entre des bancs d'essai de batteries dans le laboratoire de test Batemo.

Moins de surprises sur le banc HIL

Lorsque le modèle de système correspond à la réalité, le test hardware-in-the-loop valide votre logiciel au lieu d'en révéler les erreurs. Chaque itération économisée représente des semaines de tests.

Précis sur toute la plage de fonctionnement

Un BMS doit estimer l'état de charge, l'état de santé et l'état de puissance quelle que soit la condition de fonctionnement de la cellule : pleine ou vide, chaude ou froide, à faible ou fort courant. Le graphique montre la fenêtre de fonctionnement mesurée d'une cellule : l'énergie utilisable qu'elle délivre à chaque puissance de décharge. Un Batemo Cell Model est validé par rapport à des mesures de ce type.

Points de fonctionnement mesurés

énergie utilisable / Wh

5.010.015.0050100150200

puissance de décharge / W

À 25 °C ambiant, Molicel INR21700-P45B délivre 6,9 Wh à 172 W — en baisse par rapport à 16,2 Wh à C/10 (1,6 W).
Énergie utilisable du Molicel INR21700-P45B en fonction de la puissance de décharge, mesurée à 25 °C. Voir la cellule ›
Un ingénieur Batemo explique des résultats de simulation sur un grand écran à des collègues réunis autour d'une table de réunion.
Un BMS n'est performant qu'à la hauteur du modèle de cellule sur lequel il a été développé.

Questions sur le développement BMS

Pourquoi un BMS ne peut-il pas mesurer directement l'état de charge ?

L'état de charge n'est pas une grandeur mesurable directement. Un capteur lit la tension, le courant et la température. Le BMS déduit la charge à partir de ces relevés et d'un modèle de la cellule. Comme la tension dépend également de la charge, de la température et du vieillissement, l'estimation dérive. Chaque point de pourcentage d'erreur réduit la plage utilisable en bas et la marge de sécurité en haut. C'est pourquoi la simulation physique est importante : elle vous permet d'améliorer vos algorithmes de BMS et d'exploiter davantage la cellule.

Qu'est-ce qui limite la précision de l'estimation de l'état de charge ?

Quatre facteurs : la qualité du modèle de cellule sous-jacent à l'estimateur, l'erreur de capteur, la forme de la courbe de tension en circuit ouvert et le vieillissement de la cellule. Une courbe de tension plate transforme de petites erreurs de capteur en grandes erreurs d'état de charge. La basse température et le courant élevé déplacent le point de fonctionnement loin de la calibration. Il existe une solution pour chacun de ces problèmes, et elle est développée par simulation physique.

Comment tester un BMS sans matériel ?

Utilisez le software-in-the-loop. Le code du BMS s'exécute contre un modèle de plante de la cellule, et des routines automatisées rejouent des scénarios : démarrages à froid, impulsions à courant élevé, cellules vieillies. Comme les Batemo Cell Models s'exécutent en quelques secondes, vous pouvez lancer des milliers de scénarios par jour. Les tests hardware-in-the-loop et sur banc confirment ensuite une conception déjà soumise à des tests de contrainte.

Pourquoi un modèle de plante basé sur la physique réduit-il les erreurs du BMS ?

Un modèle de plante dont la structure est incorrecte transforme ses propres erreurs en erreurs du BMS. Un modèle physique décrit les processus électriques, thermiques et physiques à l'intérieur de la cellule. Il reste valide dans des conditions de froid, de fort courant et de vieillissement, là où une table de correspondance ou un circuit ajusté dérive. L'estimateur est testé par rapport à la physique, et non par rapport à ses propres données d'entraînement.

Puis-je valider mon BMS à partir de données mesurées sans effectuer mes propres tests ?

Oui. Batemo Cell Data contient les mesures sous-jacentes à chaque Batemo Cell Model : courants constants, impulsions et profils de puissance sur toute la plage de fonctionnement. Vous pouvez exécuter votre estimateur en comparant modèle et mesure côte à côte, sans avoir à tester vous-même une cellule. Pour la plupart des travaux de développement, le modèle validé seul suffit. Le Batemo Cell Model peut également exécuter virtuellement les tests de paramétrage d'un modèle de BMS, ce qui vous permet d'obtenir plus rapidement un modèle de BMS de meilleure qualité.

Quelle est la précision des modèles de cellules Batemo ?

Sur 198 cellules validées, la déviation médiane du modèle est de 0,8 %, mesurée par rapport aux expériences de validation. Il s'agit de la précision de la référence sur laquelle votre estimateur est testé, et non de la précision de l'estimateur lui-même. Batemo garantit ses modèles : si vous pouvez nous montrer un autre modèle de cellule de batterie plus précis, nous vous remboursons. Nous publions la précision de chaque modèle sur sa propre page de cellule sur ce site, et pour chaque modèle nous fournissons des rapports Excel qui détaillent sa précision dans les conditions de validation.

Deux façons de démarrer le développement de votre BMS

Si vous avez besoin de la décision

Apportez-nous l'estimateur que vous développez.

Un ingénieur ayant mesuré ces cellules lit votre message — pas une boîte aux lettres, ni un service commercial qui le transfère.

Si vous avez besoin des données

Validez par rapport aux données mesurées.

Batemo Cell Data vous fournit les mesures qui sous-tendent le modèle : courants constants, impulsions et profils de puissance sur toute la plage de fonctionnement, prêts pour votre propre validation sans tester une seule cellule.

Ou commencez par les mesures — explorer le Batemo Cell Explorer public →