云BMS,借AI之名,颠覆式架构使电池寿命延长60%

文摘   2024-10-11 11:49   广东  

Brill Power首席数据科学家兼联合创始人Adrien Bizeray在2024年发表的题为《AI是储能系统成功的关键差异化因素》的博客中提到,成熟的人工智能(AI)技术是电池管理的一项核心功能,能够为竞争日益激烈的可再生能源市场提供可持续的收入来源。

图源自Brill Power官网

Brill Power源自于牛津大学,自2016年公司成立以来,专注于开发市场领先的电池智能平台,Brill Power官网首页Slogen,“我们使电池性能更好、使用寿命更长、成本更低、更具可持续性”。
图源自Brill Power官网
Brill Power2024年发布的白皮书《革命性的电池性能:云电池管理系统的力量提到,在硬件中的在线估计方法和云端前沿的无模型、数据驱动技术的融合推动下,Brill Power创新的合型电池管理系统成为SOC估算、SOH估算和SOP估算的变革力量。通过无缝集成云计算的力量,这种混合BMS不仅提高了电池寿命、性能和安全性,还为可持续储能解决方案铺平了道路。
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图源自Brill Power白皮书

一、产品总述

与云分析平台紧密集成的BMS使控制动作和软件更新能够自动发送回BMS,从而关闭BMS和云分析平台之间的反馈回路。

Brill Power在其官网中说到:“我们的电池智能云平台结合了电池和电源管理、边缘计算和数据分析,以取代传统的电池管理系统和电源转换技术,以释放电池的全部潜力。

图源自Brill Power白皮书

Battery Intelligence Platform共分为BrillAnalytics、BrillOS、BrillCore三部分。

图源自Brill Power官网

二、内部结构

BrillAnalytics是一款端到端的数据与分析平台,具有电池的健康监测、数据监控和性能评估三个功能,来满足用户不同的需求和实现更为安全和有效的电池使用。

(图源自Brill Power官网)

BrillCore是一款获得专利的主动加载技术的硬件,可实现多种优势,如让电池寿命延长60%、老化电池的能量增加46%、充电速度更快、安全性更高。此外,它还集成了DCDC转换,可以扩展到任何系统中去。

(图源自Brill Power官网)

Brill Power声称,BrillOS是一款全球首个具有未来保障、高度便携、与硬件无关的电池操作系统,其配备了高精度的监测算法、自定义设置和远程更新功能。

(图源自Brill Power官网)

(图源自Brill Power官网)

三、Brill Power认为没有云的BMS是不足够的

高级BMS和云计算平台之间的紧密集成可以解决嵌入式BMS或云平台自身无法解决的许多挑战。仅依赖嵌入式BMS具有以下局限性:

  • 处理能力有限:嵌入式系统通常缺乏复杂数据任务所需的处理能力,特别是在处理大型数据集或实时需求时。

  • 数据存储容量有限:其有限的数据存储空间降低了长期数据趋势分析的能力。

  • 实时连接:建立和维护与外部网络的实时连接可能很困难,会阻碍数据传输或远程管理。

  • 可扩展性和更新问题:在整个系统生命周期内,扩展和更新嵌入式系统以满足不断变化的电池管理需求是具有挑战性和成本高昂的。

同样,云平台也无法做到这一切,原因如下:
  • 延迟:由于互联网通信导致的延迟不适合实时电池安全监测或控制。

  • 数据隐私和安全:将电池数据存储在云中可以提高隐私和安全性。尽管提供商做出了努力,但仍存在担忧,包括未经授权的访问、违规或合规问题。

  • 数据速率和基础设施:读取大型电池中的大量传感器会产生大量数据。将所有这些数据上传到云端需要大量的通信基础设施,并产生高昂的互联网成本。

四、对大电芯的管理的理解

Brill Power的联创、CTO Damien的最新博客写道(以下是博客内容的摘取)
随着280Ah电芯后的更大容量电芯的发展,LFP化学的趋势给电池管理和健康监测带来了挑战。更大的电芯会产生更多的热量,从而导致电池内温度分布不均。管理内部温度变化对于防止可能降低电池性能和安全性至关重要。
对LFP大电芯的管理的挑战,主要源自于精确地测量和报告SOX,开发和交付SoX算法涉及许多步骤。由于其平坦的OCV曲线,每个阶段的微小误差都会对LFP系统的SoX精度产生指数级影响
开发精确的SOC和SOH算法涉及四个关键步骤。在Brill Power,使用这四个步骤和内部闭环过程优化电池测量:
1. 使用高精度实验室设备进行LFP电芯测试,得到电芯模型。
2. 将该电池模型与来自低成本电流、电压和温度传感器的BMS测量相结合,以提供SOC估算。
3. 基于软件和硬件闭环的测试,调整和验证电芯模型和估计算法。
4. 一旦投入运行,将详细的(电芯级)测量和估计上传到云端,并评估准确性。与原始测试相比,基于实际精度的微调算法和重构。
在电池行业中,电芯的发展和BMS的发展,通常是一个脱节的过程,涉及许多公司。在一家公司内这样做可以降低错误加剧的可能性,从而提供更准确的系统级SOC。至于使用更大的电芯,挑战随着电芯尺寸的增加而增加,准确监测电池表面和内部的电池温度也变得更加困难。改进SOC算法,对于增加业主和运营商从系统中取得的收益至关重要。最终,电池技术的未来取决于该行业超越当前限制的创新能力,创造出平衡性能、安全性和可持续性的系统。


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诚邀储能业内各位技术专家莅临交流 
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