Systèmes de gestion de batterie (BMS)

Les blocs de batterie lithium-ion constituent le système de stockage d'énergie le plus répandu dans les avions, les véhicules électriques, les dispositifs portables et autres équipements nécessitant une source d'alimentation fiable, à haute densité d'énergie et légère. Le système de gestion de batterie (BMS) est responsable de la sécurité de fonctionnement, des performances et de la durée de vie de la batterie subissant des cycles charge-décharges dans diverses conditions environnementales. Lors de la conception d’un BMS, les ingénieurs développent un algorithme de supervision en boucle fermée permettant de :

• Surveiller la température et la tension des cellules
• Estimer l'état de charge et l'état de santé
• Limiter la puissance d'entrée et de sortie pour la protection thermique et contre les surcharges
• Contrôler le profil de charge
• Équilibrer l'état de charge des différentes cellules
• Isoler le bloc de batterie de la charge lorsque nécessaire

Les capacités de modélisation et de simulation de Simulink^® permettent de développer des BMS via notamment l’élaboration et le paramétrage de circuit équivalent à cellule unique, la conception de circuits électroniques, la modélisation de logique de contrôle, la génération de code automatique, ainsi que la vérification et la validation. Avec Simulink, les ingénieurs peuvent concevoir et simuler les systèmes de gestion de batteries et appréhender les tâches suivantes :

• Modélisation de blocs de batterie via des réseaux électriques dont la topologie reflète celle du système réel et évolue avec le nombre de cellules
• Paramétrage d’éléments de circuit équivalent à l'aide des données de tests pour représenter précisément la chimie des cellules
• Conception du circuit d'électronique de puissance qui connecte le bloc aux contrôleur
• Développement d’algorithmes de contrôle en boucle fermée pour la supervision et de gestion de défaillances
• Conception d’observateurs pour l'estimation en ligne de l'état de charge et de l'état de santé

Simulink permet également aux ingénieurs d’étudier le système de gestion de batterie dans plusieurs conditions de fonctionnement et de défaillance avant de se lancer dans les tests hardware. Vous pouvez générer du code C à partir de modèles Simulink afin de déployer vos algorithmes de contrôle pour du prototypage rapide des systèmes ou intégration dans des microcontrôleurs. Simulink génère du code à partir de modèles de batteries et de composants électroniques, vous permettant ainsi d'effectuer une simulation en temps réel pour les tests HIL (Hardware-in-the-loop), ce qui vous permettent de valider votre BMS avant l’implémentation hardware.