Qu'est-ce que le BMS (Battery Manager System) ?
Table des matières
1,Que signifie BMS ?
2,Pourquoi avons-nous besoin de BMS ?
3,Comment fonctionne le système de gestion de la batterie (BMS) ?
4. Différences entre le système de gestion des véhicules et le système de stockage d'énergie domestique :
5.GOther Battery Management System Building Blocks (Système de gestion des batteries)
Que signifie BMS ?
Un système de gestion de la batterie (BMS) est un système électronique, généralement une carte de circuit imprimé, qui gère les batteries rechargeables (cellules ou packs). Il peut prolonger la durée de vie de la batterie et protéger la sécurité des produits électroniques en empêchant la batterie de fonctionner dans une plage déterminée.
Pourquoi avons-nous besoin de BMS ?
Contrôle de la température :
Si la batterie fournit une grande quantité de courant pendant une longue période, elle peut devenir incontrôlable et provoquer un incendie. Les produits chimiques utilisés dans la fabrication des batteries sont très volatils et les perforations par des objets pointus peuvent également provoquer un incendie. Les données relatives à la température peuvent notamment être utilisées pour déterminer si la batterie doit être chargée ou déchargée.
Analyse des données et prédiction :
Les données collectées par le BMS peuvent être utilisées pour analyser l'état et les performances de la batterie. Grâce à l'analyse des données historiques, le BMS peut prédire l'état futur et les problèmes potentiels de la batterie.
Estimation de l'état :
Le BMS calcule les paramètres d'état de la batterie, tels que la capacité restante (SOC) et l'état de santé (SOH). Ces informations aident les utilisateurs à comprendre l'état actuel et la durée de vie prévue de la batterie.
Diagnostic de l'erreur :
Le BMS peut diagnostiquer les problèmes potentiels de la batterie en analysant les données historiques et les tendances des paramètres de la batterie. Cela permet notamment d'identifier les cellules de batterie mal adaptées, la dégradation des performances et d'autres anomalies.
Manipulation dangereuse :
Si un problème de batterie est détecté, le BMS prend des mesures immédiates pour protéger la batterie et l'utilisateur.
Mise hors tension sécurisée :
Lorsque des situations dangereuses telles que la surcharge, la surdécharge, la surchauffe ou le court-circuit se produisent, le BMS déconnecte immédiatement l'alimentation électrique de la batterie afin d'éviter que la situation ne se détériore davantage.
Alarme et notification :
Lorsque le système de gestion des bâtiments détecte un problème, il alerte l'utilisateur ou le personnel de maintenance et fournit, si nécessaire, des informations sur le diagnostic de la défaillance afin que des mesures de réparation ou de remplacement puissent être prises en temps utile.
Comment fonctionne le système de gestion de la batterie (BMS) ?
Le contrôle de la tension de chaque cellule d'une batterie est essentiel pour déterminer son état de santé général. Toutes les batteries ont une plage de tension. Veillez à charger et à décharger dans cette plage pour garantir un fonctionnement normal et la durée de vie de la batterie.
Dans le cas des batteries lithium-ion, la tension de fonctionnement est généralement comprise entre 2,5 et 4,2V. La plage de tension dépend de la composition chimique. L'utilisation de la batterie en dehors de la plage de tension réduira considérablement la durée de vie de la batterie et peut entraîner sa défaillance.
L'état de charge (SOC) et l'état de santé (SOH) sont deux paramètres importants utilisés par le BMS pour évaluer et surveiller l'état de la batterie :
SOC (état de charge) :
Il s'agit d'une mesure de la puissance restante d'une batterie, généralement exprimée en pourcentage.
SOC Le BMS calcule le SOC en temps réel en surveillant le courant de charge et de décharge de la batterie, la tension et d'autres paramètres, afin que les utilisateurs sachent quand ils ont besoin d'être rechargés.
SOH (État de santé) :
Il s'agit d'une mesure de l'état de la batterie, généralement exprimée en pourcentage.
SOH reflète les performances et la capacité actuelles de la batterie par rapport à son état neuf. Le SOH de la batterie diminuera avec le temps et l'utilisation, ce qui est dû à la diminution de la capacité et à l'augmentation de la résistance interne causées par le vieillissement de la batterie et l'utilisation à long terme.
Le BMS évalue le SOH de la batterie en surveillant à long terme l'état de charge de la batterie, la température, le nombre de cycles de charge et de décharge et d'autres facteurs.
En surveillant le SOC et le SOH, le BMS peut optimiser le processus de charge et de décharge de la batterie. Le BMS utilise les données SOC et SOH pour prévenir les situations potentiellement dangereuses telles que la surcharge, la décharge excessive et la surchauffe de la batterie. Prolongez la durée de vie des batteries et veillez à ce qu'elles fonctionnent de manière optimale. Le personnel de maintenance peut identifier et résoudre rapidement les problèmes.
Différences entre le système de gestion des véhicules et le système de stockage d'énergie domestique :
Bien que les fonctions de base du système de gestion des bâtiments automobiles et du système de stockage d'énergie domestique soient similaires, à savoir la surveillance et la gestion de l'état de la batterie afin de garantir la sécurité et d'améliorer l'efficacité, elles présentent certaines différences en termes de conception et d'exigences fonctionnelles :
| Catégorie | BMS automobile | Stockage d'énergie à domicile BMS |
|---|---|---|
| Adaptabilité environnementale | Doit s'adapter à une gamme de températures plus large et à des conditions environnementales plus sévères. Conçu pour être plus robuste afin d'assurer un fonctionnement normal dans diverses conditions telles que des vibrations importantes, des températures élevées ou basses. | Fonctionne généralement dans un environnement relativement stable et contrôlé, et n'a donc pas besoin d'une grande capacité d'adaptation à l'environnement. |
| Exigences de performance | Doit prendre en charge la charge et la décharge à grande vitesse. Doit surveiller et gérer l'état de la batterie en temps réel pour s'adapter à l'évolution dynamique de la demande. | Ils sont généralement confrontés à des cycles de charge et de décharge stables avec des variations de charge plus faibles, ce qui réduit les exigences de performance immédiates. |
| Fonctionnalité et complexité | Peut intégrer des fonctions plus avancées pour répondre aux besoins d'applications complexes des véhicules, telles que l'échange de données, le diagnostic des défaillances et la gestion de la récupération d'énergie. | Se concentrer davantage sur la gestion de la durée de vie des batteries, l'optimisation de l'énergie et la protection de la sécurité, qui sont importantes pour l'interopérabilité avec les HEMS ou les réseaux intelligents. |
Autres éléments constitutifs du système de gestion de la batterie
Les autres blocs fonctionnels du BMS comprennent l'authentification de la batterie, l'horloge en temps réel, la mémoire et la connexion en guirlande. Une horloge en temps réel et une mémoire sont utilisées dans les applications de boîte noire, où le RTC est utilisé pour les horodatages et la mémoire est utilisée pour stocker les données, ce qui permet aux utilisateurs de comprendre le comportement de la batterie avant qu'un événement catastrophique ne se produise.
Le bloc d'authentification de la batterie empêche l'électronique du système BMS d'être connectée à des batteries tierces. Les références de tension/régulateurs sont utilisés pour alimenter les circuits périphériques du système BMS.
Enfin, les circuits en guirlande sont utilisés pour simplifier les connexions entre les dispositifs empilés. Les modules en guirlande remplacent les optocoupleurs ou d'autres circuits de changement de niveau.
Quel est le rôle du BMS ?
Dans la pratique, les batteries sont connectées en série ou en parallèle pour former un ensemble de batteries. La connexion en parallèle augmente l'intensité du courant de la batterie, tandis que la connexion en série augmente la tension globale.
Les performances de charge d'une batterie varient en fonction de la quantité de charge contenue dans la batterie : à l'instant zéro, les cellules du pack se chargent et se déchargent à la même vitesse. Au fur et à mesure que chaque cellule passe de la charge à la décharge, la vitesse à laquelle chaque cellule se charge et se décharge change, ce qui se traduit par des conditions de puissance variables dans l'ensemble du bloc-batterie.
Lorsque le BMS est introduit pour contrôler la batterie, il peut éviter efficacement la situation dans laquelle certaines batteries sont complètement chargées et d'autres non, protégeant ainsi la batterie et prolongeant sa durée de vie.
Pour garantir la sécurité de la batterie :
Le BMS peut surveiller les paramètres clés de la batterie, tels que la tension, le courant et la température, et détecter et prévenir rapidement les situations dangereuses telles que la surcharge, la décharge excessive, la surchauffe, etc. Par exemple, si le BMS détecte que la température de la batterie est trop élevée, il peut activer le système de refroidissement ou couper l'alimentation pour éviter un emballement thermique.
Améliorez les performances et l'efficacité de la batterie :
En veillant à ce que la batterie fonctionne dans des conditions optimales, le BMS contribue à améliorer l'efficacité énergétique et les performances globales du système. Par exemple, le BMS peut s'assurer que la batterie est chargée et déchargée de manière homogène en équilibrant l'état de charge entre les cellules de la batterie, ce qui contribue à améliorer les performances et l'efficacité globales de l'ensemble de la batterie.
Prolongez la durée de vie de la batterie :
Le BMS réduit le vieillissement et l'usure de la batterie en contrôlant le processus et les conditions de charge et de décharge, ce qui prolonge la durée de vie de la batterie. Par exemple, en empêchant la décharge profonde et la surcharge des batteries, le BMS peut réduire l'usure de la batterie et prolonger sa durée de vie.
Surveillance et diagnostic en temps réel :
Le BMS fournit des informations en temps réel sur l'état de la batterie, notamment la puissance restante (SOC) et l'état de santé (SOH), ce qui aide les utilisateurs à comprendre l'état de la batterie et à prendre les bonnes décisions d'utilisation. En outre, le BMS peut également aider à diagnostiquer les problèmes de batterie et à les réparer ou les remplacer à temps.
Répondre aux exigences réglementaires :
Dans de nombreux pays et secteurs, pour garantir la sécurité des véhicules électriques et des systèmes de stockage d'énergie par batterie, il existe des réglementations claires exigeant l'installation d'un système de gestion des bâtiments.
Quel est le meilleur BMS ?
Il n'existe généralement pas de normes fixes ou uniques pour les systèmes de gestion des bâtiments. La portée de la conception technique et les fonctionnalités mises en œuvre sont généralement liées aux facteurs suivants :
- Coût, complexité et taille de la batterie.
- Application de la batterie et tout problème de sécurité, de longévité et de garantie.
- Les exigences de certification imposées par les diverses réglementations gouvernementales, les coûts et les sanctions seront déterminants si les mesures de sécurité fonctionnelle sont inadéquates.
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