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电池通信:闭式环路通信与开式环路通信

时间:2025-08-05 14:03:56 点击:

在 Google 上搜索 "communicating battery" 时,您可能会遇到开环和闭环通信这两个术语。我们希望对这些术语以及它们对系统性能和寿命的影响做一些说明。 

 

开环通信是我们常见于铅酸电池系统中的通信方式。在这种设置中,逆变器使用工具,如分流器,从外部估算电池的荷电状态(SOC),通过测量电池充电和放电时电压的变化以及流入或流出电池的电流数量。典型的开环系统必须通过将电池充电到制造商推荐的“满”电压来校准,并且每几周重复一次校准,以确保准确性。虽然这种方法在铅酸电池(其电压曲线清楚地表明其SOC)中具有成熟的记录,但在应用于现代锂化学时面临挑战。

由于锂电池的独特电压曲线,在开环设置中监测锂电池更加困难。

锂与铅酸放电曲线

如上图所示,锂离子电池板在 SOC(荷电状态)的 90% 到 20% 之间时,电池电压会 Plateau(平台化)。这使得在该范围内使用分流器准确确定电池的 SOC 非常困难。为了补偿这种不确定性,逆变器必须包含大的误差余量,以防止电池过充电或过放电(请记住,锂离子电池对过充电的敏感度远高于铅酸电池)。这些误差余量通常高达电池容量的 30%,为了安全起见,抑制了电池的低效率。锂化学的真正潜力在于它们能够接受高电流的快速充电,并且允许放电到单一位数。在没有精确知道电池荷电状态的情况下,这些能力仍然被锁定。整体系统效率受到限制。一个开环配置的锂电池本质上非通信型:它不分享其充电状态或由内部电池管理系统(BMS)收集的任何其他信息。

带有蓝牙应用程序的锂电池是通信电池吗?

一个带有蓝牙的电池可以与应用程序对话,但共享的信息就到这里结束了。如果一个电池没有通过CAN总线或Modbus的硬线通信电缆,我们仍然将其归类为非通信电池。应用程序在物理上靠近电池时,可以方便地用于监控、调整设置或解决基本问题。然而,如果信息没有与逆变器或网关设备共享,则整个系统无法受益,因为这两个系统相互隔离——双方都无法真正了解对方系统中的情况。

与开环通信相比,闭环通信是上面概述的锂问题的现代解决方案。在闭环系统中,从电池到逆变器/充电器之间会打开一条通信线路,允许直接从电池内部的BMS传感器获取测量数据。当操作得当时,这消除了电压测量电阻器的需求,并为充电/放电决策提供了准确的基础。结果,性能可以大大提升,电池的使用寿命也会更长,因为它永远不会冒险超出其最佳操作参数。具有兼容逆变器的优质闭环通信电池可以利用可用容量,拥有更少的活动部件和简化的调试过程。 (R在此了解更多关于逆变器-电池兼容性的重要性).

闭合环路通信的机制通常定义如下:玩家A向玩家B提问,玩家B确认问题并提供答案,从而完成通信循环。我们的智能控制团队发现这个描述具有误导性,并且过于笼统,无法描述正在发生的事情。闭合环路系统中的通信路径实际上更像是一条从电池到网关设备(例如Victron Cerbo GX设备)的单向信息流,而不是来回的问答。如果系统准备好理解和处理接收到的信息,那么一切都可以高效且没有猜测地运行。

简单易行,对吧?然而,在我们购买第一个能找到的封闭通信电池之前,让我们稍微深入一些,讨论一下那些可能使系统稳健运行或导致梦想破碎和错误指示的细微差别。