Selv om litium-ion-batterier har høyeste energitetthet, kan de være sårbare for forhold som kan skade batteripakken. Det er derfor vi trenger et batteristyringssystem for å forhindre slike skadelige forhold.
Definisjon
EN batteristyringssystem (BMS) er en elektronisk krets som overvåker og regulerer lading og utlading av et oppladbart batteri.
Det sikrer at batteriet fungerer innenfor sikkerhetsgrensene, noe som er avgjørende for batteriets ytelse og levetid.
Typer batteristyringssystemer
Batteristyringssystemer spenner fra enkle til komplekse, og inkluderer ulike teknologier for å ta vare på batterier. Disse systemene kan kategoriseres etter deres topologi – hvordan de er installert og fungerer på tvers av batteripakkens celler eller moduler.
Sentralisert BMS-arkitektur
En sentralisert BMS i en batteripakke gir fordeler, som å være mer kompakt og økonomisk.
Det har imidlertid også ulemper.
Med alle batterier direkte tilkoblet, krever BMS en rekke porter, noe som fører til komplekse ledninger og kabling i stor batteripakke. Dette kompliserer feilsøking og vedlikehold.
Modulær BMS-topologi
For denne typen BMS er systemet delt inn i dupliserte moduler, hver koblet til en tilordnet del av batteristabelen.
En primær BMS-modul kan overvåke undermoduler, overvåke deres status og kommunisere med annet utstyr. Denne dupliserte modulariteten forenkler feilsøking, vedlikehold og utvidelse til større batteripakker.
Denne tilnærmingen øker imidlertid de totale kostnadene litt og kan resultere i duplisert ubrukt funksjonalitet, avhengig av applikasjonen.
Primær/underordnet BMS
I likhet med modulær topologi, i dette tilfellet, videresender slaver primært måleinformasjon, mens masteren håndterer beregning, kontroll og ekstern kommunikasjon.
Slavefunksjonaliteten er enklere, og reduserer potensielt kostnadene på grunn av mindre overhead og færre ubrukte funksjoner, som med modulære typer.
Distribuert BMS-arkitektur
Distribuert BMS-design skiller seg fra andre topologier.
De inneholder all elektronisk maskinvare på et kontrollkort plassert direkte på den overvåkede cellen eller modulen. Dette reduserer kabling til noen få sensor- og kommunikasjonsledninger mellom BMS-moduler. Hver BMS er mer selvstendig, og håndterer beregninger og kommunikasjon etter behov.
Denne integrerte formen kan imidlertid gjøre feilsøking og vedlikehold vanskeligere, ettersom BMS-en ligger inne i en skjermet modul.
Kostnadene er også høyere på grunn av det økte antallet BMS-enheter i batteripakken.
Hva er funksjonen til et batteristyringssystem?
Batteristyringssystemet overvåker og administrerer battericelleparametrene, måler strøm, spenning og temperatur basert på systemkrav. Den balanserer celler og beregner batteriets ladetilstand (SoC) og State of Health (SoH).
BMS forhindrer overspenning, overtemperatur og andre risikoer ved å kontrollere lade- og utladingsprosesser. Det er avgjørende for å sikre både batteri- og brukersikkerhet.
Kommunikasjonsfunksjonen overfører signaler mellom interne BMS-komponenter og eksterne enheter. En BMS kan vise data på dashbord eller menneske-maskin-grensesnitt (HMI). Tilkoblinger med ladere, enten integrerte eller separate, kan være kablet eller trådløse.
Hvorfor et batteristyringssystem er viktig for litiumionbatterier
Litium-ion-batterier har en brennbar flytende elektrolytt, så de må fungere optimalt og innenfor sikkerhetsgrenser for å forhindre brann.
Hvordan fungerer et batteristyringssystem?
Batteristyringssystemet, koblet til sensorer, overvåker hver celles spenning, strøm og temperatur. Den analyserer dataene for å sikre at cellene fungerer innenfor angitte parametere og iverksetter tiltak for å løse problemer.
BMS styrer kjølesystemet for å senke batteripakkens temperatur hvis cellene overopphetes. Det balanserer også cellene ved å overføre energi mellom dem for å opprettholde like spenninger.
BMS logger data for å vurdere energien som kommer inn og ut av batteripakken og den generelle helsen. Litium-ion-batterier bruker disse dataene til å oppdage når batteriet er utladet og deretter slås av. Dette er grunnen til at de ikke viser de samme døende tegnene som blybatterier, men de slår seg av.
Hva er fordelene med et batteristyringssystem?
BMS-fordeler inkluderer:
- Funksjonell sikkerhet spesielt for store litium-ion batteripakker, forhindrer branner og skader
- Forlenger batteriets levetid og pålitelighet ved å administrere celler innenfor sikre driftsgrenser
- Optimaliserer batteriytelse og rekkevidde cellebalansering
- Tilbyr diagnostikk, datainnsamling og kommunikasjon om batteristatus
- Reduserer totale kostnader og garantikrav ved å beskytte batterisystemet
Beskyttelse som tilbys av et batteristyringssystem
Beskyttelsene til et batteristyringssystem er som følger:
Under- og overspenning
BMS beskytter litiumionbattericeller mot skade forårsaket av overlading (cellespenningen blir for høy) eller overutlading (cellespenningen blir for lav). Den forhindrer under- og overspenningssituasjoner som kan skade batteriet.
Ekstreme temperaturer
Litium-ion-batteriets sikkerhet og stabilitet avhenger av temperaturkontroll. Overskridelse av kritiske grenser kan forårsake termisk løping og uslukkelige branner.
BMS overvåker temperaturen, kontrollerer kjølevifter og kan slå av celler for å opprettholde riktige forhold.
Beskyttelse mot shorts
Termisk løping kan også oppstå på grunn av interne og eksterne shorts.
Derfor er beskyttelse mot shorts en viktig del av et batteristyringssystem.
Holo Battery Innebygd batteristyringssystem
Holo Battery tilbyr tilpassede BMS-alternativer for å beskytte mot vanlige årsaker til batterisvikt som kortslutninger, høye strømmer, ekstreme temperaturer og spenningsproblemer.
Våre BMS kommer i forskjellige størrelser for å passe til oppsettet ditt, og de optimerer batterilevetiden og gir ytelsesdata.
Enten vi driver små enheter eller store energisystemer, tilbyr vi pålitelige, brukervennlige BMS-løsninger.
Konklusjon
Litium-ion-batterier gir mange fordeler, men krever overvåking, styring og balansering for å sikre sikkerhet og optimal levetid. Batteristyringssystemet er nøkkelen, og sørger for at batteriene fungerer trygt og effektivt, slik at du kan bruke dem med selvtillit.
Relatert artikkel:
