Co je BMS (Battery Manager System)
Co znamená BMS?
Systém správy baterií (BMS) je elektronický systém, obvykle deska s plošnými spoji, který spravuje dobíjecí baterie (články nebo sady). Může prodloužit životnost baterie a chránit bezpečnost elektronických výrobků tím, že chrání baterii před prací ve stanoveném rozsahu.
Proč potřebujeme systém BMS?
Monitorování teploty:
Pokud baterie dodává velké množství proudu po dlouhou dobu, může dojít k jejímu vybití a následnému požáru. Chemikálie používané k výrobě baterií jsou vysoce těkavé a propíchnutí ostrými předměty může rovněž způsobit vznícení baterií. Údaje o teplotě lze mimo jiné použít k určení, zda je třeba baterii nabít nebo vybít.
Analýza dat a předpovědi:
Údaje shromážděné systémem BMS lze použít k analýze stavu a výkonu baterie. Pomocí analýzy historických dat může BMS předvídat budoucí stav a případné problémy baterie.
Odhad stavu:
Systém BMS vypočítává stavové parametry baterie, jako je zbývající kapacita (SOC) a zdravotní stav (SOH). Tyto informace pomáhají uživatelům pochopit aktuální stav a očekávanou životnost baterie.
Diagnostika závad:
Systém BMS dokáže diagnostikovat potenciální problémy s baterií na základě analýzy historických dat a trendů parametrů baterie. To zahrnuje identifikaci nevhodných článků baterie, snížení výkonu a dalších anomálií.
Nebezpečné zacházení:
Pokud je zjištěn problém s baterií, systém BMS okamžitě přijme opatření na ochranu baterie a uživatele.
Bezpečné vypnutí:
Pokud dojde k nebezpečným situacím, jako je přebíjení, vybíjení, přehřátí nebo zkrat, systém BMS okamžitě odpojí napájení baterie, aby se situace dále nezhoršovala.
Alarm a upozornění:
Když systém BMS zjistí problém, upozorní uživatele nebo pracovníky údržby a v případě potřeby poskytne informace o diagnostice závady, aby bylo možné včas provést opravu nebo výměnu.
Jak funguje systém správy baterie (BMS)?
Sledování napětí jednotlivých článků v akumulátoru je rozhodující pro určení jeho celkového stavu. Všechny baterie mají určitý rozsah napětí. Dbejte na to, abyste nabíjeli a vybíjeli v rámci tohoto rozsahu, abyste zajistili normální provoz a životnost baterie.
V případě lithium-iontových baterií se provozní napětí obvykle pohybuje mezi 2,5 V a 4,2 V. Rozsah napětí závisí na chemickém složení. Provozování baterie mimo rozsah napětí výrazně zkracuje životnost baterie a může způsobit její selhání.
SOC (State of Charge) a SOH (State of Health) jsou dva důležité parametry používané systémem BMS k vyhodnocování a monitorování stavu baterie:
SOC (State of Charge):
Jedná se o ukazatel zbývající energie baterie, obvykle vyjádřený v procentech.
SOC nám říká, kolik energie v baterii zbývá, nebo jak dlouho může být baterie používána, když je plně nabitá na svůj aktuální stav.BMS vypočítává SOC v reálném čase sledováním nabíjecího a vybíjecího proudu, napětí a dalších parametrů baterie, takže uživatelé vědí, kdy je třeba ji nabít.
SOH (State of Health):
Jedná se o ukazatel stavu baterie, obvykle vyjádřený v procentech.
SOH odráží aktuální výkon a kapacitu baterie ve srovnání s novým stavem. SOH baterie se časem a používáním snižuje, což je způsobeno poklesem kapacity a nárůstem vnitřního odporu způsobeným stárnutím baterie a dlouhodobým používáním.
Systém BMS vyhodnocuje SOH baterie na základě dlouhodobého sledování stavu nabití baterie, teploty, počtu nabíjecích a vybíjecích cyklů a dalších faktorů.
Sledováním SOC a SOH může systém BMS optimalizovat proces nabíjení a vybíjení baterie. Systém BMS využívá údaje SOC a SOH k prevenci potenciálně nebezpečných situací, jako je přebíjení, vybíjení a přehřívání baterie. Prodlužte životnost baterie a zajistěte, aby baterie fungovaly co nejlépe. Pracovníci údržby mohou rychle identifikovat a řešit problémy.
Rozdíly mezi BMS pro automobily a BMS pro ukládání energie v domácnostech:
Ačkoli jsou si automobilové BMS a domácí BMS pro ukládání energie v základních funkcích podobné, tj. sledování a řízení stavu baterie pro zajištění bezpečnosti a zvýšení účinnosti, mají některé rozdíly v konstrukci a funkčních požadavcích:
| Kategorie | Automobilové systémy BMS | Domácí úložiště energie BMS |
|---|---|---|
| Přizpůsobivost prostředí | Musí se přizpůsobit širšímu rozsahu teplot a drsnějším podmínkám prostředí. Je navržen tak, aby byl robustnější a zajistil normální provoz za různých podmínek, jako jsou silné vibrace, vysoké teploty nebo nízké teploty. | Obvykle pracuje v relativně stabilním a kontrolovaném prostředí, takže nemusí vyžadovat náročnou přizpůsobivost prostředí. |
| Požadavky na výkon | Musí podporovat vysokorychlostní nabíjení a vybíjení. Musí monitorovat a spravovat stav baterie v reálném čase, aby se přizpůsobila dynamicky se měnícím požadavkům na zatížení. | Obvykle čelí stabilním nabíjecím a vybíjecím cyklům s menšími výkyvy zatížení, a tím i nižším okamžitým nárokům na výkon. |
| Funkčnost a složitost | Může integrovat pokročilejší funkce pro potřeby komplexních aplikací ve vozidle, jako je výměna dat, diagnostika závad a řízení obnovy energie. | Zaměřte se více na řízení životnosti baterií, optimalizaci energie a bezpečnostní ochranu, což je důležité pro interoperabilitu s HEMS nebo inteligentními sítěmi. |
Další stavební prvky systému správy baterií
Mezi další funkční bloky BMS patří ověřování pravosti baterie, hodiny reálného času, paměť a řetězení. Hodiny reálného času a paměť se používají v aplikacích černé skříňky, kde se RTC používá pro časové značky a paměť slouží k ukládání dat, což uživatelům umožňuje pochopit chování akumulátoru dříve, než dojde ke katastrofické události.
Blok ověřování pravosti baterie zabraňuje připojení elektroniky BMS k bateriím třetích stran. Napěťové reference/regulátory se používají k napájení periferních obvodů kolem systému BMS.
Nakonec se používají řetězové obvody, které zjednodušují propojení mezi zařízeními umístěnými na sobě. Moduly řetězového zapojení nahrazují potřebu optočlenů nebo jiných obvodů s posunem úrovně.
Jaká je úloha systému BMS?
V praxi se baterie spojují sériově nebo paralelně a vytvářejí akumulátorový blok. Paralelní zapojení zvyšuje proudový výkon akumulátoru, zatímco sériové zapojení zvyšuje celkové napětí.
Nabíjecí výkon baterie se mění s množstvím náboje v baterii: v nulovém okamžiku se články v sadě nabíjejí a vybíjejí stejnou rychlostí. Jak každý článek cyklicky přechází mezi nabíjením a vybíjením, mění se rychlost nabíjení a vybíjení jednotlivých článků, což vede k různým výkonovým podmínkám v celém akumulátoru.
Pokud je pro řízení baterie zavedena BMS, může účinně zabránit situaci, kdy jsou některé baterie plně nabité a jiné ne, a tím chránit baterii a prodloužit její životnost.
Pro zajištění bezpečnosti baterie:
Systém BMS dokáže monitorovat klíčové parametry baterie, jako je napětí, proud a teplota, a včas odhalit a zabránit nebezpečným situacím, jako je přebíjení, nadměrné vybíjení, přehřátí atd., čímž předchází poškození baterie a možným bezpečnostním nehodám. Pokud například systém BMS zjistí, že teplota baterie je příliš vysoká, může aktivovat chladicí systém nebo odpojit napájení, aby se zabránilo tepelnému vyčerpání.
Zlepšení výkonu a účinnosti baterie:
Zajištěním optimálního provozního stavu baterie pomáhá systém BMS zlepšit celkovou energetickou účinnost a výkonnost systému. Systém BMS může například zajistit rovnoměrné nabíjení a vybíjení akumulátoru vyrovnáváním stavu nabití mezi články akumulátoru, což pomáhá zlepšit celkový výkon a účinnost akumulátoru.
Prodloužení životnosti baterie:
Systém BMS snižuje stárnutí a opotřebení baterie řízením procesu a podmínek nabíjení a vybíjení, čímž prodlužuje její životnost. Například zabráněním hlubokému vybíjení a přebíjení baterií může BMS snížit opotřebení baterií a prodloužit jejich životnost.
Monitorování a diagnostika v reálném čase:
Systém BMS poskytuje informace o stavu baterie v reálném čase, včetně zbývající energie (SOC) a zdravotního stavu (SOH), a pomáhá tak uživatelům porozumět stavu baterie a přijímat vhodná rozhodnutí o jejím používání. Kromě toho může BMS také pomoci diagnostikovat problémy s baterií a včas je opravit nebo vyměnit.
Splnění regulačních požadavků:
V mnoha zemích a průmyslových odvětvích existují v zájmu zajištění bezpečnosti elektrických vozidel a bateriových systémů pro ukládání energie jasné předpisy, které vyžadují instalaci BMS.
Jaký je nejlepší systém BMS?
Pro BMS obvykle neexistují žádné pevné nebo jedinečné normy. Rozsah technického návrhu a implementované funkce obvykle souvisejí s následujícími faktory:
- Cena, složitost a velikost akumulátorů.
- Použití baterie a případné otázky bezpečnosti, životnosti a záruky.
- Požadavky na certifikaci vyplývající z různých vládních nařízení, náklady a sankce budou rozhodující, pokud budou opatření pro zajištění funkční bezpečnosti nedostatečná.
Úspora peněz, ochrana životního prostředí
PKNERGY vám pomůže snížit účty za energii pro váš dům solární skladování energie, ukládání solární energie pro použití kdykoli - v noci nebo během výpadku.
CS 
EN 
ES 
DE 
PT 
AR 
KU 
ID 
RU 
SL 
KO 
FR 
IT 
BG 
NL 