Il sistema di monitoraggio della batteria (BMS, Battery Monitoring System) svolge un ruolo chiave nella protezione dell'utente e della batteria, garantendo che la cella funzioni entro parametri operativi sicuri. Il BMS consente il monitoraggio, la raccolta e la comunicazione delle informazioni a un'interfaccia esterna dove gli utenti possono osservare lo stato di ciascuna cella e del pacco batterie. Il BMS monitora e gestisce un pacco batterie per proteggerlo da eventuali danni, prolungarne la durata e mantenerlo operativo entro i limiti di sicurezza. Queste funzioni sono fondamentali per garantire efficienza, affidabilità e sicurezza.
Piattaforma di valutazione del sistema di monitoraggio della batteria:
In genere, il sistema di gestione batteria svolge le seguenti funzioni:
- Monitorare la batteria.
- Fornire protezione della batteria.
- Stimare lo stato operativo della batteria.
- Ottimizzare le prestazioni della batteria.
- Segnalare lo stato operativo.
La scheda Battery Stack Monitor di Analog Devices è una piattaforma di valutazione progettata per eseguire una valutazione rapida, sviluppare una prova di concetto o progettare un prototipo di un sistema di gestione batteria utilizzando schede EVAL del dispositivo Multicell Battery Stack Monitor di Analog Devices (ADBMS1818).
La scheda BATTERY STACK MONITOR si basa sul processore Arm Cortex-M4 MAX32626 a bassissima potenza con microcontroller (MCU) basato su un'unità a virgola mobile (FPU), 512 KB di memoria flash e 160 KB di SRAM.
Nel sistema di gestione batteria, la scheda BATTERY STACK MONITOR funge da scheda principale e può essere collegata alle schede EVAL del dispositivo Multicell Battery Stack Monitor di Analog Devices (ADBMS1818) utilizzando l'interfaccia isoSPI. Più dispositivi possono essere collegati in serie a catena attraverso un'unica connessione alla scheda Battery Stack Monitor, consentendo il monitoraggio simultaneo delle celle di lunghe catene di batterie ad alta tensione. Ogni scheda EVAL ADBMS1818 dispone di un'interfaccia isoSPI per comunicazioni a lunga distanza, ad alta velocità e immuni alle RF. Questa catena può funzionare in modo bidirezionale, garantendo l'integrità della comunicazione anche in caso di guasti lungo il percorso.
La piattaforma BATTERY STACK MONITOR viene fornita con progetti di riferimento, driver di dispositivi ed esempi di progetti di riferimento per la prototipazione rapida e tempi di sviluppo ridotti. Le schede EVAL ADBMS1818 sono attualmente supportate da un set completo di driver e dimostrazioni. L'ADBMS1818 è un monitor di stack di batterie multicella che misura fino a 18 celle della batteria collegate in serie.
Specifiche tecniche della SCHEDA EVAL BATTERY STACK MONITOR di Analog Devices:
| Microcontroller |
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| IsoSPI |
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| USB |
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| Interfaccia CAN per espansione futura |
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| Connettore FRC |
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| Connettore con shield Arduino |
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| Interfaccia utente |
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| Debug |
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| LED |
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| Ingresso di corrente |
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Di seguito è riportato lo schema dell'architettura hardware della scheda BATTERY STACK MONITOR. La scheda BATTERY STACK MONITOR include i seguenti componenti principali:
- Scheda BATTERY STACK MONITOR, composta dal microcontroller MAX32626ITK+ e dal processore ARM Cortex-M4 FPU.
- Interfaccia USB, disponibile sulla scheda per funzioni di comunicazione e alimentazione.
- 2 porte IsoSPI e 2 porte SPI standard (FRC), disponibili per la comunicazione con schede slave, ad esempio la EVAL-ADBMS1818z.
- Memoria EEPROM, disponibile sulla scheda e collegata tramite I2C.
- Connettori shield Arduino, disponibili per espandere le funzionalità della scheda.
- Interfaccia CAN isolata, fornita tramite un controller da SPI a CAN.
Il firmware del progetto di riferimento di BATTERY STACK MONITOR dimostra il monitoraggio delle singole celle collegate alla scheda EVAL ADBMS1818. È possibile collegare a catena fino a 3 schede EVAL ADBMS1818, ognuna delle quali può monitorare fino a 18 celle. L'applicazione di esempio in esecuzione sul PC/laptop mostra i dati della cella monitorata. Oltre a monitorare la tensione della cella, l'applicazione software mostra un grafico in tempo reale dell'interfaccia utente e dimostra il monitoraggio di diverse protezioni di sicurezza, ad esempio:
- Sovratensione della cella
- Sottotensione della cella
- Fili scoperti della cella
- Sottotemperatura del die
- Sovratemperatura del die
L'immagine sotto mostra la configurazione del sistema di monitoraggio della batteria utilizzando la scheda BATTERY STACK MONITOR e la scheda EVAL-ADBMS1818. La scheda DC2472A è collegata alla scheda EVAL-ADBMS1818, utilizzata per simulare la tensione della batteria. In alternativa, il pacco batterie a 18 celle può essere collegato alla scheda EVAL-ADBMS1818.
La piattaforma BATTERY STACK MONITOR di Analog Devices è ideale per le seguenti applicazioni:
- Sistemi di batterie di backup
- Accumulo di corrente in rete
- Accumulo di corrente residenziale
- UPS
- Apparecchiature portatili ad alta potenza
Risorse di sviluppo
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