Con i recenti progressi tecnologici, gli ingegneri hanno dovuto trovare un modo ottimale per alimentare le loro innovative creazioni. Robot logistici automatizzati, biciclette elettriche, monopattini, robot aspirapolvere e scooter intelligenti necessitano tutti di una fonte di energia efficiente. Dopo anni di ricerca e prove, gli ingegneri hanno concluso che un tipo di sistema di batterie si distingue dagli altri: il sistema di gestione intelligente della batteria (BMS). La batteria BMS standard ha un anodo al litio e vanta un livello di intelligenza simile a quello di un computer o di un robot. Un sistema BMS risponde a domande come: "Come fa il robot logistico a sapere quando è il momento di ricaricarsi?". Ciò che distingue un modulo BMS intelligente da una batteria standard è la sua capacità di valutare il proprio livello di carica e di comunicare con altre apparecchiature intelligenti.

Che cos'è un BMS intelligente?

Prima di definire un BMS intelligente, è importante capire cos'è un BMS standard. In breve, un normale sistema di gestione delle batterie al litio aiuta a proteggere e regolare una batteria ricaricabile. Un'altra funzione di un BMS è quella di calcolare dati secondari e poi segnalarli. Quindi, in cosa si differenzia un BMS intelligente da un sistema di gestione della batteria convenzionale? Un sistema intelligente è in grado di comunicare con il caricabatterie intelligente e di ricaricarsi automaticamente. La logistica alla base di un BMS contribuisce a prolungare la durata della batteria e a massimizzarne la funzionalità. Proprio come un dispositivo normale, un BMS intelligente si basa fortemente sul sistema intelligente stesso per funzionare correttamente. Per ottenere la massima funzionalità, tutte le parti devono lavorare insieme in sincronia.

I sistemi di gestione della batteria (BMS) erano inizialmente (e lo sono tuttora) utilizzati in computer portatili, videocamere, lettori DVD portatili e prodotti domestici simili. In seguito alla crescente diffusione di questi sistemi, gli ingegneri hanno voluto metterne alla prova i limiti. Pertanto, hanno iniziato a integrare i sistemi BMS nelle batterie elettriche di motociclette, utensili elettrici e persino robot.

Prese hardware e di comunicazione

La forza trainante di un BMS è l'hardware aggiornato. Questo hardware permette alla batteria di comunicare con altre parti del BMS, come il caricabatterie. Inoltre, il produttore aggiunge una delle seguenti prese di comunicazione: RS232, UART, RS485, CANBus o SMBus.

Ecco una panoramica di quando ciascuna di queste prese di comunicazione entra in gioco:

• Pacco batterie al litioIl BMS con RS232 viene solitamente utilizzato negli UPS delle stazioni di telecomunicazione.
• Nei centri di energia solare si utilizza solitamente un pacco batterie al litio con BMS RS485.
• I pacchi batteria al litio con BMS CANBus vengono solitamente utilizzati su scooter e biciclette elettriche.
• Il pacco batterie al litio con BMS UART è ampiamente utilizzato sulle biciclette elettriche e

Analisi approfondita di una batteria al litio per bici elettrica con BMS UART

Un tipico BMS UART dispone di due sistemi di comunicazione:

• Versione: RX, TX, GND
• Versione 2: Vcc, RX, TX, GND

Qual è la differenza tra i due sistemi e i loro componenti?

I sistemi e i controlli BMS realizzano il trasferimento dei dati tramite TX e RX. TX invia i dati, mentre RX li riceve. È inoltre fondamentale che i BMS agli ioni di litio dispongano di GND (massa). La differenza tra GND nella versione uno e nella versione due è che nella versione due il GND viene aggiornato. La versione due è l'opzione migliore se si prevede di aggiungere un isolatore ottico o digitale. Per aggiungere uno dei due, è necessario Vcc, che è solo una parte del sistema di comunicazione UART del BMS versione due.

Per aiutarvi a visualizzare i componenti fisici di un BMS UART con VCC, RX, TX, GND, abbiamo incluso la rappresentazione grafica qui sotto.

Ciò che distingue questo sistema di gestione delle batterie agli ioni di litio dagli altri è la possibilità di monitorarlo in tempo reale. Nello specifico, è possibile visualizzare lo stato di carica (SOC) e lo stato di salute (SOH). Tuttavia, non è possibile ottenere questi dati semplicemente osservando la batteria. Per acquisire i dati, è necessario collegarla a un computer o a un controller specializzato.

Ecco un esempio di batteria Hailong con BMS UART. Come potete vedere, il sistema di comunicazione è protetto da un involucro esterno per garantire sicurezza e fruibilità. Grazie al software di monitoraggio della batteria, è piuttosto semplice controllare i parametri in tempo reale. È possibile utilizzare un cavo da USB a UART per collegare la batteria al computer. Una volta collegata, aprite il software di monitoraggio BMS sul computer per visualizzare i dettagli. Qui troverete informazioni importanti come la capacità della batteria, la temperatura, la tensione delle celle e altro ancora.

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