Čo je systém správy batérie?

Definícia

Battery management system (BMS) je technológia určená na dohľad nad batériovou súpravou, čo je zostava batériových článkov, elektricky usporiadaná v maticovej konfigurácii riadok x stĺpec, aby sa umožnila dodávka cieľového rozsahu napätia a prúdu počas určitého časového obdobia. očakávané scenáre zaťaženia.Dohľad, ktorý BMS poskytuje, zvyčajne zahŕňa:

• Monitorovanie batérie
• Poskytovanie ochrany batérie
• Odhad prevádzkového stavu batérie
• Priebežná optimalizácia výkonu batérie
• Hlásenie prevádzkového stavu externým zariadeniam

Tu pojem „batéria“ zahŕňa celé balenie;avšak monitorovacie a riadiace funkcie sú špecificky aplikované na jednotlivé články alebo skupiny článkov nazývané moduly v celkovej zostave batériového bloku.Lítium-iónové nabíjateľné články majú najvyššiu energetickú hustotu a sú štandardnou voľbou pre batériové sady pre mnoho spotrebných produktov, od notebookov po elektrické vozidlá.Aj keď fungujú vynikajúco, môžu byť dosť nemilosrdné, ak sa prevádzkujú mimo všeobecne tesného bezpečného prevádzkového priestoru (SOA), s výsledkami siahajúcimi od zníženia výkonu batérie až po úplne nebezpečné následky.BMS má určite náročný popis práce a jeho celková zložitosť a dosah dohľadu môžu zahŕňať mnohé disciplíny, ako sú elektrické, digitálne, riadiace, tepelné a hydraulické.

Ako fungujú systémy správy batérií?

Systémy riadenia batérií nemajú pevný alebo jedinečný súbor kritérií, ktoré sa musia prijať.Rozsah návrhu technológie a implementované funkcie vo všeobecnosti korelujú s:

• Náklady, zložitosť a veľkosť batérie
• Použitie batérie a akékoľvek obavy týkajúce sa bezpečnosti, životnosti a záruky
• Požiadavky na certifikáciu z rôznych vládnych nariadení, kde sú náklady a pokuty prvoradé, ak sú zavedené neprimerané opatrenia funkčnej bezpečnosti

Existuje mnoho konštrukčných funkcií BMS, pričom dve základné funkcie sú správa ochrany batérie a správa kapacity.Tu si rozoberieme, ako tieto dve funkcie fungujú.Správa ochrany batériového bloku má dve kľúčové oblasti: elektrickú ochranu, ktorá znamená, že nedovoľte, aby sa batéria poškodila používaním mimo jej SOA, a tepelnú ochranu, ktorá zahŕňa pasívnu a/alebo aktívnu reguláciu teploty na udržanie alebo uvedenie batérie do jej SOA.

Ochrana elektrického manažmentu: Prúd

Monitorovanie prúdu batériových zdrojov a napätí článkov alebo modulov je cestou k elektrickej ochrane.Elektrická SOA akéhokoľvek článku batérie je viazaná prúdom a napätím.Obrázok 1 zobrazuje typickú SOA lítium-iónového článku a dobre navrhnutý systém BMS ochráni balenie tým, že zabráni prevádzke mimo hodnôt článkov výrobcu.V mnohých prípadoch môže byť v záujme predĺženia životnosti batérie uplatnené ďalšie zníženie výkonu, aby sa nachádzal v bezpečnej zóne SOA.

Lítium-iónové články majú iné limity prúdu pre nabíjanie ako pre vybíjanie a oba režimy dokážu zvládnuť vyššie špičkové prúdy, aj keď na krátke časové obdobia.Výrobcovia batériových článkov zvyčajne špecifikujú maximálne limity nepretržitého nabíjacieho a vybíjacieho prúdu spolu s limitmi špičkového nabíjacieho a vybíjacieho prúdu.BMS poskytujúci prúdovú ochranu určite použije maximálny trvalý prúd.Tomu však môže predchádzať náhla zmena podmienok zaťaženia;napríklad prudké zrýchlenie elektrického vozidla.BMS môže zahŕňať monitorovanie špičkového prúdu integráciou prúdu a po delta čase, pričom sa rozhodne buď znížiť dostupný prúd, alebo úplne prerušiť prúd batérie.To umožňuje BMS mať takmer okamžitú citlivosť na extrémne prúdové špičky, ako je skratový stav, ktorý neupútal pozornosť žiadnych rezidentných poistiek, ale tiež byť zhovievavý k vysokým špičkovým požiadavkám, pokiaľ nie sú príliš vysoké. dlhý.

Ochrana elektrického manažmentu: Napätie

Obrázok 2 ukazuje, že lítium-iónový článok musí pracovať v určitom rozsahu napätia.Tieto hranice SOA budú nakoniec určené vnútornou chémiou vybraného lítium-iónového článku a teplotou buniek v akomkoľvek danom čase.Navyše, keďže každá batériová súprava je vystavená značnému kolísaniu prúdu, vybíjaniu v dôsledku požiadaviek na zaťaženie a nabíjaniu z rôznych zdrojov energie, tieto limity napätia SOA sú zvyčajne ďalej obmedzené, aby sa optimalizovala životnosť batérie.BMS musí vedieť, aké sú tieto limity, a bude nariaďovať rozhodnutia založené na blízkosti k týmto prahom.Napríklad, keď sa blíži limit vysokého napätia, BMS môže požiadať o postupné znižovanie nabíjacieho prúdu alebo môže požiadať o úplné ukončenie nabíjacieho prúdu, ak sa limit dosiahne.Tento limit je však zvyčajne sprevádzaný ďalšími úvahami o hysterézii vlastného napätia, aby sa zabránilo chveniu ovládania o prahu vypnutia.Na druhej strane, keď sa blíži hranica nízkeho napätia, BMS požiada, aby kľúčové aktívne problematické záťaže znížili svoje aktuálne požiadavky.V prípade elektrického vozidla sa to môže uskutočniť znížením povoleného krútiaceho momentu dostupného pre trakčný motor.Samozrejme, BMS musí brať ohľad na bezpečnosť vodiča ako najvyššiu prioritu a zároveň chrániť batériu, aby sa zabránilo trvalému poškodeniu.

Tepelná ochrana: Teplota

Pri nominálnej hodnote sa môže zdať, že lítium-iónové články majú široký prevádzkový rozsah teplôt, ale celková kapacita batérie sa pri nízkych teplotách znižuje, pretože rýchlosť chemických reakcií sa výrazne spomalí.Čo sa týka schopnosti pri nízkych teplotách, fungujú oveľa lepšie ako olovené alebo NiMh batérie;riadenie teploty je však prezieravo nevyhnutné, pretože nabíjanie pod 0 °C (32 °F) je fyzicky problematické.Počas podmrazového nabíjania môže na anóde nastať jav pokovovania kovového lítia.Ide o trvalé poškodenie, ktoré má za následok nielen zníženú kapacitu, ale články sú náchylnejšie na zlyhanie, ak sú vystavené vibráciám alebo iným stresovým podmienkam.BMS môže regulovať teplotu batérie prostredníctvom vykurovania a chladenia.

Realizovaný tepelný manažment úplne závisí od veľkosti a ceny batérie a výkonnostných cieľov, kritérií návrhu BMS a jednotky produktu, ktoré môžu zahŕňať zváženie cieľového geografického regiónu (napr. Aljaška verzus Havaj).Bez ohľadu na typ ohrievača je vo všeobecnosti efektívnejšie čerpať energiu z externého zdroja striedavého prúdu alebo z alternatívnej rezidentnej batérie určenej na prevádzku ohrievača v prípade potreby.Ak má však elektrický ohrievač mierny odber prúdu, energia z primárnej batérie môže byť odčerpaná, aby sa zohriala.Ak je implementovaný tepelný hydraulický systém, potom sa na ohrev chladiacej kvapaliny používa elektrický ohrievač, ktorý je čerpaný a distribuovaný v celej zostave balenia.

Konštruktéri BMS majú nepochybne triky svojho dizajnérskeho remesla, aby do obalu dostali tepelnú energiu.Napríklad je možné zapnúť rôznu výkonovú elektroniku vo vnútri BMS určenú na riadenie kapacity.Aj keď nie je taký účinný ako priamy ohrev, dá sa bez ohľadu na to využiť.Chladenie je mimoriadne dôležité pre minimalizáciu straty výkonu lítium-iónovej batérie.Napríklad, možno daná batéria funguje optimálne pri 20 °C;ak teplota náplne stúpne na 30 °C, účinnosť jej výkonu by sa mohla znížiť až o 20 %.Ak sa súprava nepretržite nabíja a dobíja pri teplote 45 °C (113 °F), strata výkonu môže narásť až o 50 %.Životnosť batérie môže trpieť aj predčasným starnutím a degradáciou, ak je neustále vystavená nadmernému teplu, najmä počas cyklov rýchleho nabíjania a vybíjania.Chladenie sa zvyčajne dosahuje dvoma spôsobmi, pasívnym alebo aktívnym, pričom možno použiť obe techniky.Pasívne chladenie sa spolieha na pohyb prúdu vzduchu na chladenie batérie.V prípade elektrického vozidla to znamená, že sa jednoducho pohybuje po ceste.Môže to byť však sofistikovanejšie, ako sa zdá, pretože snímače rýchlosti vzduchu by mohli byť integrované na strategicky automatické nastavenie vychyľovacích vzduchových priehrad, aby sa maximalizoval prietok vzduchu.Implementácia aktívneho ventilátora s reguláciou teploty môže pomôcť pri nízkych rýchlostiach alebo pri zastavení vozidla, ale všetko, čo môže urobiť, je len vyrovnať sa s okolitou teplotou okolia.V prípade horúceho dňa by to mohlo zvýšiť počiatočnú teplotu balenia.Tepelné hydraulické aktívne chladenie môže byť navrhnuté ako doplnkový systém a zvyčajne využíva chladiacu kvapalinu etylén-glykol so špecifikovaným pomerom zmesi, cirkulujúcu cez čerpadlo poháňané elektromotorom cez potrubia/hadice, rozvodné potrubia, krížový výmenník tepla (radiátor) a chladiaca doska, ktorá sa nachádza pri zostave súpravy batérií.BMS monitoruje teploty naprieč akumulátorom a otvára a zatvára rôzne ventily, aby udržala teplotu celej batérie v úzkom teplotnom rozsahu, aby sa zabezpečil optimálny výkon batérie.

Riadenie kapacity

Maximalizácia kapacity batérie je pravdepodobne jednou z najdôležitejších funkcií batérie, ktorú BMS poskytuje.Ak sa táto údržba nevykonáva, batéria sa môže nakoniec stať zbytočnou.Koreň problému je v tom, že „hromada“ batériových zdrojov (séria článkov) nie je dokonale rovnaká a vo svojej podstate má mierne odlišné rýchlosti úniku alebo samovybíjania.Únik nie je chybou výrobcu, ale chemickou charakteristikou batérie, hoci môže byť štatisticky ovplyvnená malými odchýlkami výrobného procesu.Batéria môže mať spočiatku dobre zladené články, ale postupom času sa podobnosť medzi jednotlivými bunkami ďalej zhoršuje, a to nielen v dôsledku samovybíjania, ale aj vplyvom cyklov nabíjania/vybíjania, zvýšenej teploty a všeobecného starnutia kalendára.Keď to pochopíte, spomeňte si skôr na diskusiu o tom, že lítium-iónové články fungujú vynikajúco, ale môžu byť dosť nemilosrdné, ak sa prevádzkujú mimo prísneho SOA.Už predtým sme sa dozvedeli o požadovanej elektrickej ochrane, pretože lítium-iónové články sa nevyrovnajú s nadmerným nabíjaním.Po úplnom nabití nedokážu prijať žiadny ďalší prúd a akákoľvek dodatočná energia, ktorá je do nich vtlačená, sa premení na teplo, pričom napätie môže rýchlo stúpať, možno na nebezpečnú úroveň.Pre bunku to nie je zdravá situácia a ak bude pokračovať, môže spôsobiť trvalé poškodenie a nebezpečné prevádzkové podmienky.

Pole článkov série batérií určuje celkové napätie batérie a nesúlad medzi susednými článkami vytvára dilemu pri pokuse o nabitie akejkoľvek sady.Obrázok 3 ukazuje, prečo je to tak.Ak má jeden perfektne vyváženú sadu článkov, všetko je v poriadku, pretože každý sa bude nabíjať rovnakým spôsobom a nabíjací prúd môže byť prerušený, keď sa dosiahne horná hranica 4,0 napätia.V nevyváženom scenári však horný článok dosiahne svoj limit nabitia predčasne a nabíjací prúd musí byť pre nohu ukončený skôr, ako sa ostatné základné články nabijú na plnú kapacitu.

BMS je to, čo zasiahne a zachráni deň, alebo v tomto prípade batériu.Aby sme ukázali, ako to funguje, je potrebné vysvetliť kľúčovú definíciu.Stav nabitia (SOC) článku alebo modulu v danom čase je úmerný dostupnému nabitiu vo vzťahu k celkovému nabitiu pri plnom nabití.Batéria, ktorá je nabitá na 50% SOC teda znamená, že je nabitá na 50%, čo je podobné hodnote palivomera.Riadenie kapacity BMS je o vyvážení variácií SOC naprieč každým zásobníkom v zostave balenia.Keďže SOC nie je priamo merateľná veličina, možno ju odhadnúť rôznymi technikami a samotná bilančná schéma vo všeobecnosti spadá do dvoch hlavných kategórií, pasívnej a aktívnej.Existuje veľa variácií tém a každý typ má svoje výhody a nevýhody.Je na konštruktérovi BMS, aby rozhodol, ktorá je optimálna pre daný akumulátor a jeho použitie.Pasívne vyvažovanie je najjednoduchšie implementovať, rovnako ako vysvetliť všeobecný koncept vyvažovania.Pasívna metóda umožňuje, aby každý článok v zásobníku mal rovnakú nabitú kapacitu ako najslabší článok.Pomocou relatívne nízkeho prúdu prenáša malé množstvo energie z článkov s vysokým SOC počas nabíjacieho cyklu, takže všetky články sa nabíjajú na svoje maximálne SOC.Obrázok 4 ilustruje, ako to dosiahne BMS.Monitoruje každý článok a paralelne s každým článkom využíva tranzistorový spínač a vhodne dimenzovaný vybíjací odpor.Keď BMS zistí, že daná bunka sa blíži k limitu nabitia, nasmeruje nadbytočný prúd okolo nej do ďalšej bunky pod ňou zhora nadol.

Koncové body procesu vyvažovania, pred a po, sú znázornené na obrázku 5. V súhrne, BMS vyrovnáva zásobník batérií tým, že umožňuje článku alebo modulu v zásobníku vidieť iný nabíjací prúd ako prúd batérie jedným z nasledujúcich spôsobov:

• Odstránenie náboja z najviac nabitých článkov, čo poskytuje priestor pre dodatočný nabíjací prúd, aby sa zabránilo prebíjaniu, a umožňuje menej nabitým článkom prijímať väčší nabíjací prúd
• Presmerovanie časti alebo takmer celého nabíjacieho prúdu okolo najviac nabitých článkov, čím sa umožní, aby menej nabité články dostávali nabíjací prúd dlhší čas

Typy systémov správy batérií

Systémy správy batérií siahajú od jednoduchých až po zložité a môžu zahŕňať širokú škálu rôznych technológií na dosiahnutie svojej hlavnej smernice „starať sa o batériu“.Tieto systémy však možno kategorizovať na základe ich topológie, ktorá súvisí s tým, ako sú inštalované a fungujú na článkoch alebo moduloch naprieč batériou.

Centralizovaná architektúra BMS

Má jeden centrálny BMS v zostave batérie.Všetky sady batérií sú pripojené priamo k centrálnej BMS.Štruktúra centralizovaného BMS je znázornená na obrázku 6. Centralizovaný BMS má niektoré výhody.Je kompaktnejší a má tendenciu byť najhospodárnejší, pretože existuje iba jeden BMS.Existujú však nevýhody centralizovaného BMS.Keďže všetky batérie sú pripojené priamo k BMS, BMS potrebuje veľa portov na pripojenie ku všetkým batériovým balíkom.To sa premieta do množstva drôtov, kabeláže, konektorov atď. vo veľkých batériách, čo komplikuje odstraňovanie problémov aj údržbu.

Modulárna topológia BMS

Podobne ako pri centralizovanej implementácii je BMS rozdelený do niekoľkých duplikovaných modulov, z ktorých každý má vyhradený zväzok vodičov a pripojenia k susednej priradenej časti zásobníka batérií.Pozri obrázok 7. V niektorých prípadoch môžu byť tieto submoduly BMS pod dohľadom primárneho modulu BMS, ktorého funkciou je monitorovať stav submodulov a komunikovať s periférnym zariadením.Vďaka duplicitnej modularite je riešenie problémov a údržba jednoduchšie a rozšírenie na väčšie batérie je jednoduché.Nevýhodou je, že celkové náklady sú o niečo vyššie a v závislosti od aplikácie sa môžu vyskytnúť duplicitné nevyužité funkcie.

Primárny/podriadený BMS

Koncepčne podobné modulárnej topológii, avšak v tomto prípade sú podriadené jednotky viac obmedzené len na prenos informácií o meraní a nadriadená jednotka sa venuje výpočtom a riadeniu, ako aj externej komunikácii.Takže, zatiaľ čo ako modulárne typy, náklady môžu byť nižšie, pretože funkčnosť podriadených má tendenciu byť jednoduchšia, s pravdepodobne menšou réžiou a menším počtom nevyužitých funkcií.

Distribuovaná architektúra BMS

Značne sa líši od iných topológií, kde sú elektronický hardvér a softvér zapuzdrené v moduloch, ktoré sa pripájajú k bunkám prostredníctvom zväzkov pripojených káblov.Distribuovaný BMS zahŕňa všetok elektronický hardvér na riadiacej doske umiestnenej priamo na bunke alebo module, ktorý je monitorovaný.To odľahčí väčšinu kabeláže k niekoľkým vodičom snímača a komunikačným vodičom medzi susednými modulmi BMS.V dôsledku toho je každý BMS viac sebestačný a spracováva výpočty a komunikáciu podľa potreby.Napriek tejto zjavnej jednoduchosti však táto integrovaná forma robí riešenie problémov a údržbu potenciálne problematickými, pretože sa nachádza hlboko vo vnútri zostavy modulu štítu.Náklady majú tiež tendenciu byť vyššie, pretože v celkovej štruktúre batérie je viac BMS.

Význam systémov správy batérií

Funkčná bezpečnosť je v BMS najdôležitejšia.Počas nabíjania a vybíjania je dôležité zabrániť tomu, aby napätie, prúd a teplota akéhokoľvek článku alebo modulu pod dohľadom prekročili definované limity SOA.Ak sa limity prekračujú dlhší čas, nielenže je ohrozená potenciálne drahá batéria, ale môže dôjsť k nebezpečným tepelným únikom.Okrem toho sú dôsledne monitorované aj nižšie prahové hodnoty napätia pre ochranu lítium-iónových článkov a funkčnú bezpečnosť.Ak lítium-iónová batéria zostane v tomto nízkonapäťovom stave, na anóde môžu časom narásť medené dendrity, čo môže mať za následok zvýšenú mieru samovybíjania a vyvolať možné obavy o bezpečnosť.Vysoká hustota energie systémov napájaných lítium-iónmi prichádza za cenu, ktorá ponecháva malý priestor na chyby v správe batérie.Vďaka BMS a lítium-iónovým zlepšeniam ide o jednu z najúspešnejších a najbezpečnejších chemikálii batérií, ktoré sú dnes k dispozícii.

Výkon batérie je ďalšou dôležitou vlastnosťou BMS, a to zahŕňa elektrické a tepelné riadenie.Na elektrickú optimalizáciu celkovej kapacity batérie je potrebné, aby boli všetky články v balení vyvážené, čo znamená, že SOC susedných článkov v celej zostave sú približne rovnaké.Je to mimoriadne dôležité, pretože nielenže je možné dosiahnuť optimálnu kapacitu batérie, ale pomáha to predchádzať všeobecnej degradácii a znižuje potenciálne horúce body z prebíjania slabých článkov.Lítium-iónové batérie by sa mali vyhýbať vybíjaniu pod limity nízkeho napätia, pretože to môže mať za následok pamäťové efekty a výraznú stratu kapacity.Elektrochemické procesy sú veľmi citlivé na teplotu a batérie nie sú výnimkou.Keď teplota prostredia klesne, kapacita a dostupná energia batérie sa výrazne zníži.V dôsledku toho môže BMS zapojiť externý in-line ohrievač, ktorý je umiestnený, povedzme, na kvapalinovom chladiacom systéme súpravy batérií elektrického vozidla, alebo doskách zapnutého rezidentného ohrievača, ktoré sú inštalované pod modulmi súpravy zabudovanej v helikoptére alebo inom lietadla.Navyše, keďže nabíjanie chladných lítium-iónových článkov je škodlivé pre životnosť batérie, je dôležité najprv dostatočne zvýšiť teplotu batérie.Väčšina lítium-iónových článkov sa nedá rýchlo nabiť, keď sú nižšie ako 5 °C a nemali by sa nabíjať vôbec, keď sú pod 0 °C.Pre optimálny výkon pri typickom prevádzkovom použití tepelný manažment BMS často zaisťuje, že batéria funguje v úzkej oblasti prevádzky Goldilocks (napr. 30 – 35 °C).To zabezpečuje výkon, podporuje dlhšiu životnosť a podporuje zdravú a spoľahlivú batériu.

Výhody systémov správy batérií

Celý systém na ukladanie energie batérie, často označovaný ako BESS, by mohol byť tvorený desiatkami, stovkami alebo dokonca tisíckami lítium-iónových článkov strategicky zabalených spolu, v závislosti od aplikácie.Tieto systémy môžu mať menovité napätie nižšie ako 100 V, ale môžu dosahovať až 800 V, pričom napájacie prúdy sú v rozsahu až 300 A alebo viac.Akékoľvek nesprávne riadenie vysokonapäťového akumulátora by mohlo spustiť život ohrozujúcu katastrofickú katastrofu.V dôsledku toho sú BMS absolútne nevyhnutné na zaistenie bezpečnej prevádzky.Výhody BMS možno zhrnúť nasledovne.

• Funkčná bezpečnosť.Ruku na srdce, pre veľkoformátové lítium-iónové batérie je to obzvlášť rozumné a nevyhnutné.Je však známe, že aj menšie formáty používané napríklad v notebookoch sa vznietia a spôsobia obrovské škody.Osobná bezpečnosť používateľov produktov, ktoré obsahujú lítium-iónové systémy, ponecháva len malý priestor na chyby v správe batérie.
• Životnosť a spoľahlivosť.Riadenie ochrany batériového bloku, elektrická a tepelná, zaisťuje, že všetky články sa používajú v rámci deklarovaných požiadaviek SOA.Tento jemný dohľad zaisťuje, že je o články postarané proti agresívnemu používaniu a rýchlemu cyklovaniu nabíjania a vybíjania a nevyhnutne vedie k stabilnému systému, ktorý bude potenciálne poskytovať mnoho rokov spoľahlivej služby.
• Výkon a rozsah.Riadenie kapacity batérie BMS, kde sa vyrovnávanie medzi bunkami používa na vyrovnanie SOC susedných článkov v zostave súpravy, umožňuje dosiahnuť optimálnu kapacitu batérie.Bez tejto funkcie BMS, ktorá by zodpovedala zmenám v samovybíjaní, cyklickom nabíjaní/vybíjaní, teplotným vplyvom a všeobecnému starnutiu, by sa batéria mohla nakoniec stať zbytočnou.
• Diagnostika, zber dát a externá komunikácia.Úlohy dohľadu zahŕňajú nepretržité monitorovanie všetkých batériových článkov, pričom zaznamenávanie údajov môže byť samo o sebe použité na diagnostiku, ale často je určené na výpočet SOC všetkých článkov v zostave.Tieto informácie sa využívajú na vyvažovacie algoritmy, ale je možné ich spoločne preniesť na externé zariadenia a displeje, aby indikovali dostupnú rezidentnú energiu, odhadli očakávaný dosah alebo dosah/životnosť na základe aktuálneho používania a poskytli informácie o stave batérie.
• Zníženie nákladov a záruky.Zavedenie BMS do BESS zvyšuje náklady a batérie sú drahé a potenciálne nebezpečné.Čím je systém komplikovanejší, tým vyššie sú bezpečnostné požiadavky, čo vedie k potrebe väčšej prítomnosti dohľadu nad BMS.Ale ochrana a preventívna údržba BMS, pokiaľ ide o funkčnú bezpečnosť, životnosť a spoľahlivosť, výkon a dosah, diagnostiku atď., zaručuje, že zníži celkové náklady, vrátane tých, ktoré súvisia so zárukou.

Systémy správy batérií a Synopsys

Simulácia je cenným spojencom pre návrh BMS, najmä ak sa používa na skúmanie a riešenie výziev dizajnu v rámci vývoja hardvéru, prototypovania a testovania.S presným modelom lítium-iónových článkov v hre je simulačný model architektúry BMS spustiteľnou špecifikáciou uznávanou ako virtuálny prototyp.Simulácia navyše umožňuje bezbolestné skúmanie variantov funkcií dohľadu BMS v porovnaní s rôznymi scenármi prevádzky batérie a prostredia.Problémy s implementáciou je možné odhaliť a preskúmať veľmi skoro, čo umožňuje overiť vylepšenia výkonu a funkčnej bezpečnosti pred implementáciou na skutočný prototyp hardvéru.To skracuje čas vývoja a pomáha zaistiť, že prvý prototyp hardvéru bude robustný.Okrem toho je možné vykonať mnoho overovacích testov, vrátane najhorších scenárov, BMS a batériovej jednotky, keď sa vykonávajú vo fyzicky realistických aplikáciách vstavaného systému.

Synopsy SaberRDponúka rozsiahle knižnice elektrických, digitálnych, riadiacich a tepelných hydraulických modelov, aby umožnila inžinierom, ktorí sa zaujímajú o návrh a vývoj BMS a batérií.K dispozícii sú nástroje na rýchle generovanie modelov zo základných technických údajov a kriviek meraní pre mnohé elektronické zariadenia a rôzne typy chémie batérií.Štatistické, stresové a chybové analýzy umožňujú overenie v celom spektre prevádzkovej oblasti, vrátane hraničných oblastí, aby sa zabezpečila celková spoľahlivosť BMS.Okrem toho je ponúkaných mnoho príkladov dizajnu, ktoré používateľom umožňujú rýchlo spustiť projekt a rýchlo dosiahnuť odpovede potrebné zo simulácie.