Розроблення інформаційно-вимірювальної системи моніторингу стану акумуляторних батарей (BMS) у системах накопичення енергії для сонячних електростанцій

Abstract

Бакалаврська робота містить: 63 сторінок, 7 рисунків, 1 додаток. Присвячена розробленню прецизійної інформаційно-вимірювальної системи моніторингу стану акумуляторних батарей (BMS) для високовольтних багатоелементних систем накопичення енергії сонячних електростанцій (на базі літій-іонних комірок хімії NMC у конфігурації 88S). Мета роботи: підвищення точності збору даних та забезпечення достовірного оцінювання експлуатаційних параметрів акумуляторних батарей для запобігання аварійним ситуаціям та подовження їх життєвого циклу під час роботи з гібридним інвертором потужністю 30 кВт. Основні результати дослідження та практичне значення: Спроєктовано розподілену ієрархічну апаратну архітектуру ІВС (Master-Slave) із застосуванням прецизійних вимірювальних перетворювачів (марганіновий шунт 100 мкОм, 16- бітні сигма-дельта АЦП, ізольована шина зв'язку), що гарантує високу завадостійкість і безпеку від високих потенціалів. Розроблено та програмно реалізовано комбінований алгоритм розрахунку ступеня заряду (SoC), що поєднує метод динамічного підрахунку кулонів та корекцію за напругою розімкненого кола (OCV) у стані спокою. Це дозволило ефективно нівелювати кумулятивну інструментальну похибку та зменшити загальну похибку вимірювань до ±1–2%. Запропоновано математичну модель динамічного оцінювання стану здоров'я (SoH) комірок на основі вимірювання внутрішнього еквівалентного опору під час різких стрибків струмового навантаження. Реалізовано протокол безперервної інформаційної взаємодії з гібридним інвертором Deye по шині CAN 2.0B для забезпечення багаторівневого апаратного захисту та предиктивного обмеження струмів (Derating). Практичне значення одержаних результатів полягає у створенні повністю робочого, масштабованого комплексу BMS, який мінімізує вплив апаратних похибок, перетворює акумуляторну збірку на інтелектуальний вузол розумної мережі та гарантує абсолютну безпеку експлуатації потужних систем накопичення енергії.