Deși bateriile litiu-ion au cea mai mare densitate de energie, pot fi vulnerabili la condiții care pot deteriora acumulatorul. De aceea avem nevoie de un sistem de gestionare a bateriei pentru a preveni astfel de condiții dăunătoare.
Definiţie
O sistem de management al bateriei (BMS) este un circuit electronic care monitorizează și reglează încărcarea și descărcarea unei baterii reîncărcabile.
Acesta asigură că bateria funcționează în limitele de siguranță, ceea ce este esențial pentru performanța și longevitatea bateriei.
Tipuri de sisteme de management al bateriilor
Sistemele de gestionare a bateriilor acoperă o gamă de la simplu la complex, încorporând diverse tehnologii pentru îngrijirea bateriilor. Aceste sisteme pot fi clasificate după topologia lor – modul în care sunt instalate și funcționează în celulele sau modulele pachetului de baterii.
Arhitectură BMS centralizată
Un BMS centralizat într-un pachet de baterii oferă avantaje, cum ar fi faptul că este mai compact și mai economic.
Cu toate acestea, are și dezavantaje.
Cu toate bateriile conectate direct, BMS-ul necesită numeroase porturi, ceea ce duce la cablare și cablare complexă într-un pachet mare de baterii. Acest lucru complică depanarea și întreținerea.
Topologie BMS modulară
Pentru acest tip de BMS, sistemul este împărțit în module duplicate, fiecare conectat la o porțiune alocată a stivei de baterii.
Un modul BMS primar poate supraveghea submodulele, monitorizându-le starea și comunicând cu alte echipamente. Această modularitate duplicată simplifică depanarea, întreținerea și extinderea la baterii mai mari.
Cu toate acestea, această abordare crește ușor costurile totale și poate duce la funcționalități neutilizate duplicate, în funcție de aplicație.
BMS primar/subordonat
Similar cu topologia modulară, în acest caz, sclavii transmit în primul rând informațiile de măsurare, în timp ce masterul se ocupă de calcul, control și comunicare externă.
Funcționalitatea slave este mai simplă, reducând posibil costurile datorită mai puține cheltuieli generale și mai puține funcții neutilizate, ca și în cazul tipurilor modulare.
Arhitectură BMS distribuită
Proiectele BMS distribuite diferă de alte topologii.
Ele încorporează tot hardware-ul electronic pe o placă de control plasată direct pe celula sau modulul monitorizat. Acest lucru reduce cablarea la câțiva senzori și fire de comunicație între modulele BMS. Fiecare BMS este mai autonom, gestionând calculele și comunicațiile după cum este necesar.
Cu toate acestea, această formă integrată poate îngreuna depanarea și întreținerea, deoarece BMS-ul se află în interiorul unui modul ecranat.
Costurile sunt, de asemenea, mai mari din cauza numărului crescut de unități BMS din pachetul de baterii.
Care este funcția unui sistem de management al bateriei?
Sistemul de management al bateriei monitorizează și gestionează parametrii celulei bateriei, măsurând curentul, tensiunea și temperatura în funcție de cerințele sistemului. Echilibrează celulele și calculează starea de încărcare (SoC) și starea de sănătate (SoH) a bateriei.
BMS previne supratensiunea, supratemperatura și alte riscuri prin controlul proceselor de încărcare și descărcare. Este esențial pentru asigurarea siguranței atât a bateriei, cât și a utilizatorului.
Funcția de comunicare transmite semnale între componentele interne BMS și dispozitivele externe. Un BMS poate afișa date pe tablouri de bord sau pe interfețe om-mașină (HMI). Conexiunile cu încărcătoare, fie integrate, fie separate, pot fi prin cablu sau fără fir.
De ce este important un sistem de gestionare a bateriilor pentru bateriile cu litiu-ion
Bateriile litiu-ion au un electrolit lichid inflamabil, de aceea trebuie sa functioneze optim si in limitele de siguranta pentru a preveni incendiile.
Cum funcționează un sistem de management al bateriei?
Sistemul de management al bateriei, conectat la senzori, monitorizează tensiunea, curentul și temperatura fiecărei celule. Acesta analizează datele pentru a se asigura că celulele funcționează în limitele parametrilor stabiliți și ia măsuri pentru a rezolva problemele.
BMS controlează sistemul de răcire pentru a reduce temperatura acumulatorului dacă celulele se supraîncălzi. De asemenea, echilibrează celulele prin transferul de energie între ele pentru a menține tensiuni egale.
BMS înregistrează date pentru a evalua energia care intră și iese din acumulator și starea generală de sănătate. Bateriile cu litiu-ion folosesc aceste date pentru a detecta când bateria este descărcată și apoi se opresc. Acesta este motivul pentru care nu prezintă aceleași semne de moarte ca și bateriile cu plumb-acid, ci pur și simplu se opresc.
Care sunt beneficiile unui sistem de management al bateriei?
Beneficiile BMS includ:
- Siguranță funcțională în special pentru mari pachete de baterii litiu-ion, prevenind incendiile si daunele
- Extinderea duratei de viață și a fiabilității bateriei prin gestionarea celulelor în limitele de funcționare sigure
- Optimizarea performanței bateriei și a autonomiei echilibrarea celulelor
- Furnizarea de diagnosticare, colectare de date și comunicare privind starea bateriei
- Reducerea costurilor totale și a cererilor de garanție prin protejarea sistemului de baterii
Protecții oferite de un sistem de management al bateriei
Protecțiile unui sistem de management al bateriei sunt următoarele:
Subtensiune și supratensiune
BMS protejează celulele bateriei litiu-ion de daune cauzate de supraîncărcare (tensiunea celulei devine prea mare) sau supradescărcare (tensiunea celulei devine prea scăzută). Previne situațiile de sub și supratensiune care ar putea dăuna bateriei.
Extreme de temperatură
Siguranța și stabilitatea bateriei cu litiu-ion depind de controlul temperaturii. Depășirea limitelor critice poate cauza fuga termică și incendii care nu se pot stinge.
BMS monitorizează temperatura, controlează ventilatoarele de răcire și poate opri celulele pentru a menține condiții adecvate.
Protecție împotriva pantalonilor scurti
Evadarea termică poate apărea și din cauza scurtelor interne și externe.
Prin urmare, protecția împotriva scurtelor este o parte vitală a unui sistem de gestionare a bateriei.
Sistem de management al bateriei încorporat Holo Battery
Holo Battery oferă opțiuni BMS personalizate pentru a proteja împotriva cauzelor comune de defectare a bateriei, cum ar fi scurtcircuite, curenți mari, temperaturi extreme și probleme de tensiune.
BMS-ul nostru vine în diferite dimensiuni pentru a se potrivi configurației dvs. și optimizează durata de viață a bateriei și oferă date de performanță.
Indiferent dacă alimentați dispozitive mici sau sisteme mari de energie, oferim soluții BMS fiabile și ușor de utilizat.
Concluzie
Bateriile litiu-ion oferă multe beneficii, dar necesită monitorizare, management și echilibrare pentru a asigura siguranță și longevitate optimă. Sistemul de gestionare a bateriilor este esențial, menținând bateriile să funcționeze în siguranță și eficient, astfel încât să le puteți utiliza cu încredere.
Articol înrudit:
