Wat is BMS (Battery Manager System)
Wat betekent BMS?
Een batterijbeheersysteem (BMS) is een elektronisch systeem, meestal een printplaat, dat oplaadbare batterijen (cellen of packs) beheert. Het kan de levensduur van de batterij verlengen en de veiligheid van elektronische producten beschermen door te voorkomen dat de batterij binnen een bepaald bereik werkt.
Waarom hebben we BMS nodig?
Temperatuurbewaking:
Als de batterij gedurende lange tijd een grote hoeveelheid stroom levert, kan dit ertoe leiden dat de batterij uit de hand loopt, wat kan resulteren in brand. De chemicaliën die worden gebruikt om batterijen te maken, zijn zeer vluchtig en doorprikken met scherpe voorwerpen kan er ook voor zorgen dat batterijen vlam vatten. Temperatuurgegevens kunnen onder andere worden gebruikt om te bepalen of de batterij moet worden opgeladen of ontladen.
Gegevensanalyse en voorspelling:
De gegevens die door het BMS worden verzameld, kunnen worden gebruikt om de status en prestaties van de batterij te analyseren. Door historische gegevens te analyseren kan het BMS de toekomstige status en mogelijke problemen van de batterij voorspellen.
Schatting van de status:
Het BMS berekent de statusparameters van de batterij, zoals resterende capaciteit (SOC) en gezondheidstoestand (SOH). Deze informatie helpt gebruikers om de huidige status en verwachte levensduur van de batterij te begrijpen.
Storingsdiagnose:
BMS kan potentiële problemen met de batterij diagnosticeren door historische gegevens en trends van batterijparameters te analyseren. Dit omvat het identificeren van niet-passende accucellen, prestatievermindering en andere afwijkingen.
Gevaarlijke hantering:
Als er een probleem met de batterij wordt gedetecteerd, onderneemt het BMS onmiddellijk actie om de batterij en de gebruiker te beschermen.
Veilig uitschakelen:
Wanneer zich gevaarlijke situaties voordoen, zoals overladen, overontladen, oververhitting of kortsluiting, zal het BMS de stroomtoevoer naar de batterij onmiddellijk uitschakelen om te voorkomen dat de situatie verder verslechtert.
Alarm en melding:
Wanneer het GBS een probleem detecteert, waarschuwt het de gebruiker of het onderhoudspersoneel en geeft het indien nodig informatie over de foutdiagnose, zodat tijdig maatregelen voor reparatie of vervanging kunnen worden genomen.
Hoe werkt het batterijbeheersysteem (BMS)?
Het controleren van de spanning van elke cel in een accupack is cruciaal voor het bepalen van de algehele gezondheid ervan. Alle accu's hebben een spanningsbereik. Laad en ontlaad binnen dit bereik om een normale werking en levensduur van de accu te garanderen.
Bij lithium-ionbatterijen ligt de bedrijfsspanning meestal tussen 2,5V en 4,2V. Het spanningsbereik is afhankelijk van de chemische samenstelling. Als de batterij buiten het spanningsbereik wordt gebruikt, wordt de levensduur van de batterij aanzienlijk verkort en kan de batterij defect raken.
SOC (State of Charge) en SOH (State of Health) zijn twee belangrijke parameters die door BMS worden gebruikt om de batterijstatus te evalueren en te bewaken:
SOC (State of Charge):
Dit is een maat voor het resterende vermogen van een batterij, meestal uitgedrukt als percentage.
SOC BMS berekent SOC in realtime door de laad- en ontlaadstroom, spanning en andere parameters van de batterij te controleren, zodat gebruikers weten wanneer ze moeten worden opgeladen.
SOH (Staat van Gezondheid):
Dit is een maat voor de gezondheid van de batterij, meestal uitgedrukt als percentage.
SOH weerspiegelt de huidige prestaties en capaciteit van de batterij ten opzichte van nieuwstaat. De SOH van de batterij zal na verloop van tijd en door het gebruik afnemen, wat te wijten is aan de afname van de capaciteit en de toename van de inwendige weerstand die wordt veroorzaakt door het ouder worden van de batterij en langdurig gebruik.
Het BMS evalueert de SOH van de batterij door de laadstatus van de batterij, de temperatuur, het aantal laad- en ontlaadcycli en andere factoren langdurig te controleren.
Door SOC en SOH te bewaken, kan het BMS het laad- en ontlaadproces van de batterij optimaliseren. Het BMS gebruikt SOC- en SOH-gegevens om potentieel gevaarlijke situaties zoals overladen, overontladen en oververhitting van de batterij te voorkomen. Verleng de levensduur van accu's en zorg ervoor dat accu's optimaal werken. Onderhoudspersoneel kan problemen snel identificeren en oplossen.
Verschillen tussen BMS voor auto's en BMS voor energieopslag thuis:
Hoewel BMS voor auto's en BMS voor energieopslag thuis vergelijkbare basisfuncties hebben, namelijk het bewaken en beheren van de status van de accu om de veiligheid te garanderen en de efficiëntie te verbeteren, hebben ze enkele verschillen in ontwerp en functionele vereisten:
| Categorie | Automotive GBS | Energieopslag thuis BMS |
|---|---|---|
| Aanpassingsvermogen aan de omgeving | Moet zich aanpassen aan een breder temperatuurbereik en zwaardere omgevingsomstandigheden. Ontworpen om robuuster te zijn voor een normale werking onder verschillende omstandigheden, zoals zware trillingen, hoge temperaturen of lage temperaturen. | Werkt meestal in een relatief stabiele en gecontroleerde omgeving, dus heeft wellicht geen grote aanpassingen aan de omgeving nodig. |
| Prestatievereisten | Moet opladen en ontladen met hoge snelheid ondersteunen. Moet de batterijstatus in real-time bewaken en beheren om zich aan te passen aan dynamisch veranderende belastingseisen. | Heeft meestal te maken met stabiele laad- en ontlaadcycli met kleinere belastingsvariaties, dus lagere onmiddellijke prestatievereisten. |
| Functionaliteit en complexiteit | Kan meer geavanceerde functies integreren voor complexe voertuigtoepassingsbehoeften zoals gegevensuitwisseling, foutdiagnose en energieterugwinningsbeheer. | Focus meer op levensduurbeheer, energieoptimalisatie en veiligheidsbescherming, belangrijk voor interoperabiliteit met HEMS of smart grids. |
Andere bouwstenen voor batterijbeheersystemen
Andere functionele BMS-blokken zijn batterijauthenticatie, real-time klok, geheugen en serieschakeling. Een real-time klok en geheugen worden gebruikt in black box-toepassingen, waarbij de RTC wordt gebruikt voor tijdstempels en het geheugen wordt gebruikt om gegevens op te slaan, zodat gebruikers inzicht krijgen in het gedrag van de accu voordat zich een catastrofale gebeurtenis voordoet.
Het accuverificatieblok voorkomt dat BMS-elektronica wordt aangesloten op accu's van derden. Spanningsreferenties/regelaars worden gebruikt om randapparatuur rond het BMS-systeem van stroom te voorzien.
Tot slot worden serieschakelingen gebruikt om verbindingen tussen gestapelde apparaten te vereenvoudigen. Daisy-chain modules vervangen de noodzaak voor optocouplers of andere level-shifting circuits.
Wat is de rol van BMS?
In de praktijk worden accu's in serie of parallel aangesloten om een accupack te vormen. Parallel schakelen verhoogt de stroomaandrijving van het accupakket, terwijl serie schakelen de totale spanning verhoogt.
De laadprestaties van een accu veranderen met de hoeveelheid lading in de accu: op het nulpunt laden en ontladen de cellen in het pack met dezelfde snelheid. Als elke cel tussen opladen en ontladen cycli doorloopt, verandert de snelheid waarmee elke cel oplaadt en ontlaadt, wat resulteert in variërende vermogenscondities in het hele accupakket.
Als BMS wordt geïntroduceerd om de accu te controleren, kan het effectief de situatie vermijden waarbij sommige accu's volledig zijn opgeladen en andere accu's niet, waardoor de accu wordt beschermd en de levensduur van de accu wordt verlengd.
Om de veiligheid van de batterij te garanderen:
Het BMS kan de belangrijkste parameters van de batterij bewaken, zoals spanning, stroom en temperatuur, en onmiddellijk gevaarlijke situaties detecteren en voorkomen, zoals overladen, overontladen, oververhitting, enz. Als het BMS bijvoorbeeld detecteert dat de accutemperatuur te hoog is, kan het het koelsysteem activeren of de stroom uitschakelen om te voorkomen dat de accu thermisch overloopt.
Verbeter de prestaties en efficiëntie van de batterij:
Door ervoor te zorgen dat de accu in optimale conditie werkt, helpt BMS de algehele energie-efficiëntie en prestaties van het systeem te verbeteren. Het BMS kan er bijvoorbeeld voor zorgen dat de accu gelijkmatig wordt opgeladen en ontladen door de ladingstoestand tussen de accucellen te balanceren, wat de algehele prestaties en efficiëntie van de accu helpt verbeteren.
Verleng de levensduur van de batterij:
BMS vermindert veroudering en slijtage van de accu door het laad- en ontlaadproces en de omstandigheden te regelen, waardoor de levensduur van de accu wordt verlengd. Door bijvoorbeeld diepontladen en overladen van accu's te voorkomen, kan BMS de slijtage van de accu verminderen en de levensduur verlengen.
Real-time bewaking en diagnose:
Het BMS biedt realtime informatie over de batterijstatus, inclusief het resterende vermogen (SOC) en de gezondheidsstatus (SOH), zodat gebruikers inzicht krijgen in de batterijstatus en de juiste beslissingen over het gebruik kunnen nemen. Daarnaast kan het BMS ook helpen bij het diagnosticeren van accuproblemen en deze op tijd repareren of vervangen.
Voldoen aan wettelijke vereisten:
In veel landen en industrieën zijn er duidelijke voorschriften die de installatie van BMS vereisen om de veiligheid van elektrische voertuigen en energieopslagsystemen op batterijen te garanderen.
Wat is het beste BMS?
Er zijn meestal geen vaste of unieke standaarden voor BMS. De reikwijdte van het technisch ontwerp en de geïmplementeerde functionaliteit zijn meestal gerelateerd aan de volgende factoren:
- Kosten, complexiteit en grootte van het batterijpakket.
- Batterijtoepassing en eventuele veiligheids-, levensduur- en garantieproblemen.
- Certificeringsvereisten van verschillende overheidsvoorschriften, kosten en boetes zullen van cruciaal belang zijn als de functionele veiligheidsmaatregelen ontoereikend zijn.
Geld besparen, milieu beschermen
PKNERGY helpt je bij het verlagen van je energierekening voor thuisopslag van zonne-energie. Sla je zonne-energie op voor gebruik wanneer je maar wilt, 's nachts of tijdens een storing.
NL 
EN 
ES 
DE 
PT 
AR 
KU 
ID 
RU 
SL 
KO 
FR 
IT 
BG 
CS 