Dans le domaine du stockage de l'énergie et des véhicules électriques (VE), les systèmes de gestion des batteries (BMS) et les analyses de batteries basées sur le cloud sont deux technologies cruciales qui jouent des rôles distincts mais complémentaires. Considérez-les comme le "cockpit de l'avion" et la "tour de contrôle du trafic aérien" pour vos batteries. Alors que le BMS prend en charge les opérations immédiates et la sécurité des batteries individuelles, les analyses de batteries basées sur le cloud computing supervisent les performances et la santé d'un parc entier de batteries.
Dans cet article, nous allons explorer les principales différences entre le BMS et les analyses de batteries basées sur le cloud et expliquer pourquoi ils sont tous deux nécessaires pour assurer la longévité et l'efficacité des systèmes de batteries.
Système de gestion de la batterie (BMS) : le cockpit de l'avion
Le système de gestion de la batterie, souvent appelé BMS, peut être comparé au cockpit d'un avion. Tout comme un pilote s'appuie sur les instruments et les commandes du cockpit pour surveiller et gérer l'avion pendant le vol, le BMS sert de centre nerveux pour un bloc-batterie. Voici comment fonctionne le BMS et pourquoi il est indispensable :
Surveillance au niveau des cellules: à l'instar des instruments affichant des données de vol vitales telles que l'altitude, la vitesse et les niveaux de carburant, le BMS surveille en permanence les cellules individuelles d'un bloc-batterie. Il vérifie la tension, la température, le courant et estime en temps réel l'état de charge de la batterie (SoC) et son état de santé (SoH).
Sécurité et protection: le BMS garantit que la batterie est utilisée conformément aux spécifications du fabricant. Il empêche la surcharge, la décharge excessive et la surchauffe : c'est la dernière ligne de défense contre les défaillances catastrophiques telles que l'emballement thermique.
Équilibrage des cellules: le BMS effectue l'équilibrage des cellules pour s'assurer que toutes les cellules du bloc-batterie se chargent et se déchargent de manière égale. Cela permet d'éviter les déséquilibres de capacité qui peuvent avoir un impact sur la capacité globale de la batterie.
Retour d'information en temps réel : les pilotes s'appuient sur des données en temps réel pour prendre des décisions critiques pendant le vol. De même, le système de gestion des batteries fournit un retour d'information en temps réel aux opérateurs des batteries, ce qui leur permet de réagir rapidement à tout problème susceptible de survenir.
Cependant, les BMS présentent certaines limites.
Tout d'abord, les réglages du BMS sont souvent statiques et dépendent des paramètres définis par le fabricant de la batterie au cours de la production. Cela signifie que les capacités du BMS sont limitées par les seuils et les stratégies de contrôle prédéterminés, qui peuvent ne pas être optimisés pour des applications spécifiques ou des conditions opérationnelles en constante évolution. En outre, un BMS est adapté à la chimie et à la configuration d'une batterie spécifique, ce qui le rend moins adaptable lorsqu'il s'agit de types de batteries ou de chimies différentes.
Enfin, les capacités de calcul des unités BMS traditionnelles peuvent être limitées, surtout si on les compare aux algorithmes d'analyse avancée et d'apprentissage automatique utilisés dans les solutions basées sur le cloud. Cette limitation peut restreindre la capacité du BMS à effectuer des analyses de données complexes et une maintenance prédictive, qui sont de plus en plus importantes dans les scénarios modernes de gestion des batteries.
Par conséquent, si le BMS reste un composant essentiel pour la surveillance des batteries, ses capacités peuvent être améliorées et complétées par des analyses de batteries basées sur l'informatique en nuage, pour une approche plus complète et adaptative de la gestion des batteries.
Figure 1.Tableau comparatif entre BMS et Cloud-Analytics
Analyse des batteries en nuage : la tour de contrôle du trafic aérien
L'analyse des batteries dans le nuage peut être considérée comme la tour de contrôle de la gestion des batteries. Elle offre une vue d'ensemble des performances et de l'état de santé des batteries sur l'ensemble d'un parc ou d'un système. Voici pourquoi c'est essentiel :
Agrégation des données: à l'instar d'une tour de contrôle du trafic aérien qui suit plusieurs avions simultanément, les analyses de batteries basées sur le cloud rassemblent des données provenant de différents packs de batteries équipés d'un BMS. Ces données agrégées fournissent une vue d'ensemble d'un système de stockage d'énergie ou d'une flotte de véhicules hétérogènes.
En tant qu'outil impartial et puissant, l'analyse des batteries basée sur le cloud permet de comparer des batteries de différents fabricants et de différentes compositions chimiques.
Analyse historique: l'analyse de la batterie stocke les données historiques, ce qui permet d'analyser les performances à long terme. Les opérateurs peuvent ainsi identifier les tendances, les anomalies et les problèmes potentiels au fil du temps.
Sécurité et maintenance prédictives: l'analyse des batteries permet de prédire quand la maintenance ou les remplacements sont nécessaires sur la base des données historiques de performance. Cette approche proactive réduit les temps d'arrêt et prolonge la durée de vie des batteries.
S'appuyant sur un mélange de connaissances en électrochimie des batteries et d'expertise en matière de données, elle garantit une gestion prédictive de la sécurité des batteries. L'analyse des batteries est le seul moyen d'identifier les indicateurs précoces des défaillances des batteries qui peuvent éventuellement culminer dans le terrible emballement thermique.
Optimisation: l'analyse des batteries utilise des algorithmes avancés pour optimiser le fonctionnement des systèmes de batteries. Il s'agit notamment de recalculer avec précision l'état de charge (SoC) et l'état de santé (SoH) de la batterie afin de maximiser l'efficacité énergétique et les performances globales du système.
BMS et analyse de la batterie dans le nuage : le nec plus ultra en matière de surveillance
La comparaison entre un BMS et un cockpit d'avion et l'analyse des batteries et une tour de contrôle du trafic aérien met en évidence leurs rôles distincts mais complémentaires dans la gestion des systèmes de batteries. Alors que le système de gestion des batteries assure la sécurité et le bien-être immédiats des cellules et des packs individuels, l'analyse des batteries adopte une approche plus stratégique, en se concentrant sur la santé et les performances de l'ensemble de l'écosystème des batteries, d'une part, et sur sa sécurité prédictive, d'autre part.
Figure 2. Synergies entre BMS et Cloud-Analytics
Ensemble, ils forment un partenariat puissant :
Réponse immédiate et planification à long terme: le BMS fournit un retour d'information en temps réel et une action immédiate, garantissant que tout problème au sein du bloc-batterie est traité rapidement. D'autre part, l'analyse des batteries aide les opérateurs à recalibrer leur BMS et à prendre des décisions éclairées sur la sécurité et la santé à long terme de leurs batteries.
Mesures préventives: le système de gestion des bâtiments prévient en temps réel les risques critiques pour la sécurité, tandis que les analyses permettent aux opérateurs de répondre de manière proactive aux besoins de maintenance avant qu'ils ne deviennent des urgences.
Prise de décision basée sur les données: les deux systèmes s'appuient sur des données, mais ils les utilisent différemment. Le système de gestion des bâtiments traite les données en temps réel pour une action immédiate, tandis que les systèmes d'analyse utilisent les données historiques et agrégées pour la planification stratégique, tant sur le plan opérationnel que financier.
Dans l'ensemble,
Bien qu'ils aient des rôles distincts, le BMS et le Cloud Battery Analytics travaillent ensemble de manière transparente pour assurer la sécurité, l'efficacité et la longévité des systèmes de batteries. Tout comme un pilote se fie à un cockpit bien entretenu et à des instructions claires du contrôle du trafic aérien, les opérateurs de batteries dépendent à la fois du BMS et de l'analytique pour naviguer dans les complexités du stockage de l'énergie. Ce partenariat est la clé qui permettra de libérer tout le potentiel des batteries, que ce soit dans les véhicules électriques, les systèmes d'énergie renouvelable ou toute autre application où un stockage fiable de l'énergie est essentiel.
