Kaj je sistem BMS (Battery Manager System)
Kaj pomeni BMS?
Sistem za upravljanje akumulatorjev (BMS) je elektronski sistem, običajno vezje, ki upravlja akumulatorske baterije (celice ali pakete). S tem lahko podaljša življenjsko dobo baterije in zaščiti varnost elektronskih izdelkov tako, da baterijo zaščiti pred delovanjem v določenem območju.
Zakaj potrebujemo sistem BMS?
Spremljanje temperature:
Če akumulator dalj časa napaja velika količina toka, lahko pride do nenadzorovane porabe akumulatorja in posledično do požara. Kemikalije, ki se uporabljajo za izdelavo baterij, so zelo hlapljive, vžig baterij pa lahko povzročijo tudi vbodi z ostrimi predmeti. S podatki o temperaturi lahko med drugim določite, ali je treba baterijo napolniti ali izprazniti.
Analiza podatkov in napovedovanje:
Podatke, ki jih zbira sistem BMS, lahko uporabite za analizo stanja in delovanja baterije. Z analizo preteklih podatkov lahko BMS predvidi prihodnje stanje in morebitne težave baterije.
Ocena stanja:
BMS izračunava parametre stanja baterije, kot sta preostala zmogljivost (SOC) in stanje (SOH). Te informacije pomagajo uporabnikom razumeti trenutno stanje in pričakovano življenjsko dobo baterije.
Diagnostika napak:
Sistem BMS lahko z analizo preteklih podatkov in trendov parametrov baterije diagnosticira morebitne težave z baterijo. To vključuje prepoznavanje neusklajenih baterijskih celic, poslabšanja zmogljivosti in drugih anomalij.
Nevarno ravnanje:
Če zazna težave z baterijo, sistem BMS takoj ukrepa, da zaščiti baterijo in uporabnika.
Varen izklop:
Ko pride do nevarnih situacij, kot so prekomerno polnjenje, prekomerno praznjenje, pregrevanje ali kratek stik, sistem BMS takoj prekine napajanje baterije, da prepreči nadaljnje poslabšanje razmer.
Alarm in obveščanje:
Ko sistem BMS zazna težavo, opozori uporabnika ali vzdrževalno osebje in po potrebi zagotovi informacije o diagnozi napake, da se lahko pravočasno izvedejo ukrepi za popravilo ali zamenjavo.
Kako deluje sistem za upravljanje baterije (BMS)?
Spremljanje napetosti vsake celice v baterijskem paketu je ključnega pomena za ugotavljanje njegovega splošnega stanja. Vsi akumulatorji imajo razpon napetosti. Če želite zagotoviti normalno delovanje in življenjsko dobo baterije, poskrbite za polnjenje in praznjenje znotraj tega območja.
Pri litij-ionskih baterijah je delovna napetost običajno med 2,5 V in 4,2 V. Razpon napetosti je odvisen od kemične sestave. Obratovanje baterije zunaj razpona napetosti znatno skrajša življenjsko dobo baterije in lahko povzroči odpoved baterije.
SOC (State of Charge) in SOH (State of Health) sta dva pomembna parametra, ki ju sistem BMS uporablja za ocenjevanje in spremljanje stanja baterije:
SOC (stanje napolnjenosti):
To je merilo preostale energije baterije, ki je običajno izraženo v odstotkih.
SOC nam pove, koliko energije je še ostalo v bateriji ali koliko časa lahko baterijo uporabljamo, če je popolnoma napolnjena do trenutnega stanja.BMS izračunava SOC v realnem času s spremljanjem toka polnjenja in praznjenja baterije, napetosti in drugih parametrov, tako da uporabniki vedo, kdaj je treba baterijo napolniti.
SOH (zdravstveno stanje):
To je merilo stanja baterije, ki je običajno izraženo v odstotkih.
SOH odraža trenutno zmogljivost in kapaciteto baterije glede na novo stanje. SOH baterije se s časom in uporabo zmanjšuje, kar je posledica zmanjšanja zmogljivosti in povečanja notranje upornosti zaradi staranja baterije in dolgotrajne uporabe.
BMS ocenjuje SOH baterije z dolgoročnim spremljanjem stanja polnjenja baterije, temperature, števila ciklov polnjenja in praznjenja ter drugih dejavnikov.
S spremljanjem SOC in SOH lahko sistem BMS optimizira proces polnjenja in praznjenja baterije. Sistem BMS uporablja podatke SOC in SOH za preprečevanje potencialno nevarnih situacij, kot so prekomerno polnjenje in praznjenje baterije ter pregrevanje. Podaljšajte življenjsko dobo baterije in zagotovite, da baterije delujejo na najboljši možni način. Vzdrževalno osebje lahko hitro ugotovi in odpravi težave.
Razlike med sistemom BMS za avtomobile in sistemom BMS za shranjevanje energije doma:
Čeprav imata avtomobilski BMS in domači BMS za shranjevanje energije podobne osnovne funkcije, tj. spremljanje in upravljanje stanja baterije za zagotavljanje varnosti in izboljšanje učinkovitosti, se razlikujeta v zasnovi in funkcionalnih zahtevah:
| Kategorija | Avtomobilski BMS | Domače shranjevanje energije BMS |
|---|---|---|
| Prilagodljivost okolju | Prilagoditi se mora širšemu temperaturnemu območju in ostrejšim okoljskim razmeram. Zasnovan mora biti robustnejši, da zagotovi normalno delovanje v različnih pogojih, kot so močne vibracije, visoke temperature ali nizke temperature. | Običajno deluje v razmeroma stabilnem in nadzorovanem okolju, zato morda ne potrebuje zahtevne prilagodljivosti okolju. |
| Zahteve za delovanje | Podpirati mora hitro polnjenje in praznjenje. Spremljati in upravljati mora stanje baterije v realnem času, da se prilagodi dinamično spreminjajočim se zahtevam obremenitve. | Običajno se soočajo s stabilnimi cikli polnjenja in praznjenja z manjšimi nihanji obremenitve, zato imajo manjše zahteve glede takojšnjega delovanja. |
| Funkcionalnost in kompleksnost | Lahko vključuje naprednejše funkcije za potrebe kompleksnih aplikacij v vozilu, kot so izmenjava podatkov, diagnosticiranje napak in upravljanje rekuperacije energije. | Osredotočite se bolj na upravljanje življenjske dobe baterije, optimizacijo energije in varnostno zaščito, kar je pomembno za interoperabilnost s HEMS ali pametnimi omrežji. |
Drugi gradniki sistema za upravljanje baterij
Drugi funkcionalni bloki sistema BMS vključujejo preverjanje pristnosti baterije, uro v realnem času, pomnilnik in verižno povezovanje. Ura v realnem času in pomnilnik se uporabljata v aplikacijah "črne skrinjice", kjer se RTC uporablja za časovne oznake, pomnilnik pa za shranjevanje podatkov, kar uporabnikom omogoča razumevanje obnašanja baterijskega sklopa, preden pride do katastrofalnega dogodka.
Blok za preverjanje pristnosti baterije preprečuje, da bi bila elektronika sistema BMS povezana z baterijskimi sklopi tretjih oseb. Napetostne reference/regulatorji se uporabljajo za napajanje perifernih vezij okoli sistema BMS.
Za poenostavitev povezav med napravami v nizu se uporabljajo verižna vezja. Moduli verižnih povezav nadomestijo potrebo po optočlenikih ali drugih vezjih za spreminjanje nivoja.
Kakšna je vloga sistema BMS?
Pri dejanski uporabi so baterije povezane zaporedno ali vzporedno, tako da tvorijo baterijski sklop. Vzporedna povezava poveča tokovni pogon baterijskega paketa, medtem ko zaporedna povezava poveča skupno napetost.
Polnilna zmogljivost baterije se spreminja s količino naboja v bateriji: v trenutku nič se celice v paketu polnijo in praznijo z enako hitrostjo. Ko vsaka celica ciklično prehaja med polnjenjem in praznjenjem, se hitrost polnjenja in praznjenja vsake celice spreminja, kar povzroči različne pogoje moči v celotnem baterijskem paketu.
Ko se za nadzor baterije uvede sistem BMS, se lahko učinkovito izogne situaciji, ko so nekatere baterije popolnoma napolnjene, druge pa ne, s čimer se zaščiti baterija in podaljša njena življenjska doba.
Za zagotovitev varnosti baterije:
Sistem BMS lahko spremlja ključne parametre baterije, kot so napetost, tok in temperatura, ter takoj zazna in prepreči nevarne situacije, kot so prekomerno polnjenje, prekomerno praznjenje, pregrevanje itd., s čimer prepreči poškodbe baterije in morebitne varnostne nesreče. Če na primer sistem BMS zazna previsoko temperaturo akumulatorja, lahko aktivira hladilni sistem ali odklopi napajanje, da prepreči toplotni pobeg.
Izboljšajte zmogljivost in učinkovitost baterije:
Z zagotavljanjem optimalnega delovnega stanja baterije sistem BMS pomaga izboljšati splošno energetsko učinkovitost in zmogljivost sistema. Sistem BMS lahko na primer zagotovi enakomerno polnjenje in praznjenje baterijskega sklopa z uravnoteženjem stanja napolnjenosti med baterijskimi celicami, kar pomaga izboljšati splošno zmogljivost in učinkovitost baterijskega sklopa.
Podaljšajte življenjsko dobo baterije:
Sistem BMS zmanjšuje staranje in obrabo baterije z nadzorom procesa in pogojev polnjenja in praznjenja ter tako podaljšuje življenjsko dobo baterije. S preprečevanjem globokega praznjenja in prekomernega polnjenja baterij lahko na primer BMS zmanjša obrabo baterije in podaljša njeno življenjsko dobo.
Spremljanje in diagnosticiranje v realnem času:
BMS zagotavlja informacije o stanju baterije v realnem času, vključno s preostalo energijo (SOC) in zdravstvenim stanjem (SOH), kar uporabnikom pomaga razumeti stanje baterije in sprejemati ustrezne odločitve o uporabi. Poleg tega lahko BMS pomaga tudi pri diagnosticiranju težav z baterijo in njenem pravočasnem popravilu ali zamenjavi.
Izpolnjevanje zakonskih zahtev:
V številnih državah in panogah za zagotavljanje varnosti električnih vozil in baterijskih sistemov za shranjevanje energije obstajajo jasni predpisi, ki zahtevajo namestitev sistema BMS.
Kateri je najboljši sistem BMS?
Za sisteme BMS običajno ni fiksnih ali edinstvenih standardov. Obseg tehnične zasnove in izvedena funkcionalnost sta običajno povezana z naslednjimi dejavniki:
- stroški, zapletenost in velikost baterijskega paketa.
- uporaba baterije ter morebitna vprašanja glede varnosti, trajnosti in garancije.
- Zahteve po certificiranju, ki jih določajo različni vladni predpisi, ter stroški in kazni bodo ključnega pomena, če ukrepi za funkcionalno varnost ne bodo ustrezni.
Prihranite denar, zaščitite okolje
PKNERGY vam pomaga zmanjšati račune za energijo za shranjevanje sončne energije v vašem domu, shranite sončno energijo za uporabo kadar koli - ponoči ali med izpadom.
SL 
EN 
ES 
DE 
PT 
AR 
KU 
ID 
RU 
KO 
FR 
IT 
BG 
NL 
CS 