Wie erhöht BMS die Batterielebensdauer und -leistung?

Wie erhöht BMS die Batterielebensdauer und -leistung?

BMS-Aufgaben umfassen die Spannungs- und Stromregelung, Wärmemanagementlösungen, Brandschutz, und Cybersicherheit. In diesem Artikel, Wir erklären die wichtigsten batteriebezogenen Risiken und Möglichkeiten, wie BMS sie überwinden kann.

BATTERIESCHUTZ MIT EINEM BMS

Eine wiederaufladbare Batterie ist ein Grundpfeiler eines BMS. Diese Komponente ist ziemlich kompliziert und empfindlich und erfordert Aufmerksamkeit und sorgfältige Handhabung. Ein BMS kann dies tun. Alle seine Funktionen zielen darauf ab, den Akku so lange wie möglich zu nutzen.

Daher, B. durch Überprüfung des Lade- und Gesundheitszustands, Ein BMS kann die Batterielebensdauer und ihre Leistung steigern. Durch Abschätzen des Energie- und Leistungszustands und Ausbalancieren von Zellen innerhalb eines Batteriepacks, es kann das volle Potenzial der Batterie nutzen und, als Ergebnis, Ihr Batterie-Energiespeichersystem.

Je nach Zusammensetzung, Batterien können ziemlich empfindlich auf eine instabile Umgebung reagieren. Das Überschreiten der Grenzwerte kann für eine Batterie kritisch sein und zu ihrem Ausfall und vorzeitigen Tod führen. Außerdem, Das Quetschen einer Batterie kann dem Benutzer Schaden zufügen. Zum Beispiel, Batterien auf Lithiumbasis sind für ihre Entflammbarkeit und teilweise Explosivität berüchtigt.

Voll ausgestattet, Ein BMS kann potenzielle Gefahren vorhersagen und sowohl die Batterie als auch den Benutzer schützen. Ein gut entwickeltes BMS verfügt über Batteriesicherheitssysteme, die Kurzschlüsse verhindern, Erdschlüsse, und thermisches Durchgehen. Daher, Ein BMS-Sicherheitssystem sorgt für eine sichere Datenübertragung und schützt Ihr Batteriespeichersystem vor unbefugter Nutzung.

Ein BMS mit Echtzeitbetriebssystem reagiert sofort auf alle Änderungen oder Bedrohungen, so hilft es, einen vorzeitigen Batteriewechsel und teure Reparaturen zu vermeiden.

In diesem Artikel, Besonderes Augenmerk legen wir auf Lithium-Ionen (Li-ion) Batterie. Dieser Batterietyp erfordert eine sorgfältige Handhabung, da es empfindlich auf extreme Temperaturen reagiert, Überladung, und ständiger Lademangel. Ein BMS kann eine solche Behandlung bereitstellen.

STROMSPANNUNG & STROMSTEUERUNG

Um den Strom und die Spannung der Batterie zu kontrollieren, Sie müssen beim Laden Überstrom- und Überspannungsschutz bieten und beim Entladen der Batterie Unterspannung vermeiden.

• Die Herausforderung: Jeder Batterietyp hat einen empfohlenen Strom und eine empfohlene Spannung

Grenzen für das Laden und Entladen. Das Überschreiten dieser Parameter kann zu Oxidation und einem Kurzschluss führen, der die Batterie beschädigen und ihre Lebensdauer verkürzen kann. Im schlimmsten Fall, es könnte eine Explosion sein, Feuer, und Stromschlag.

• Empfohlenes Vorgehen: Das Hinzufügen von genügend Sensoren zu den Zellen ermöglicht a

BMS, um Daten zu haben und sie für weitere Aktionen zu analysieren.

Als Ergebnis, Das System kann den Strom steuern, Stromspannung, und Ladezustand, was mit Spannung korreliert. Bei Abweichungen von den zulässigen Werten, Das BMS kann einen Unterbrecher verwenden, um den Stromkreis zu trennen und das Laden der Batterie zu stoppen.

BMS kann Benutzer vor möglichen Problemen mit der Batterie warnen. In diesem Fall, Das System sendet einen Alarm oder eine Push-Benachrichtigung und zeigt sie auf dem Bedienfeld des Geräts an.

BMS, sowie Ladegeräte, kann ein Konstantspannungs-/Konstantstrom-Batterieladeverfahren verwenden, um einen Überstrom- und Überspannungsschutz auszuführen. Die Idee ist wie folgt:

Sie laden den Akku mit einem konstanten Strom auf, bis der Akku ein bestimmtes Spannungsniveau erreicht. Dann lädst du die Batterie mit konstanter Spannung, während der Strom abfällt. Der Ladevorgang ist beendet, wenn der Strom den kleinstmöglichen Wert hat.

Sie können die Spannungs- und Stromüberwachung sowohl auf der Software- als auch auf der Hardwareebene Ihres BMS installieren. Hier sind Beispiele für die grundlegende Hardware, die wir für eine industrielle BMS-Lösung verwendet haben:

1. Strom- und Spannungswandler
2. Ein Verstärker und ein Puffer mit einem Widerstandsteiler zum Erhöhen des Werts des Ausgangsstroms und der Ausgangsspannung
3. Ein Analog-Digital-Wandler, der die Strom- und Spannungswerte in digitale Signale umwandelt
4. Ein Mikrocontroller (MCU) zum Lesen von Signalen

Beim Entwurf von Schutzschaltungen, Du musst vorsichtig sein. Zusätzliche Elektronik kann nicht nur die BMS-Kosten erhöhen, sondern auch den Innenwiderstand erhöhen und die Leistung der Batterie verringern.

WÄRMEMANAGEMENT

Das Wärmemanagement ist eine der wichtigsten Sicherheitsvorkehrungen für Lithium-Ionen-Akkus für BMS. Es umfasst die Batterietemperaturregelung und kümmert sich um die Heizung, Kühlung, und Klimaanlage

• Die Herausforderung: Effiziente Li-Ionen-Akkus sind anfällig. Lithium ist ein

sehr reaktives und brennbares Metall, das bei Kontakt mit Wasser und Luft blitzartig aufflammen kann.

Bereits eine geringfügige Temperaturerhöhung oder eine leichte Beschädigung der Batterie kann zu thermischem Durchgehen und Kurzschluss führen, zu Explosion und Feuer führen.

Aus diesem Grund ist das Wärmemanagement der Batterie für Li-Ionen-basierte Lösungen äußerst wichtig. Akzeptable Temperaturen für Batterien sind:

32˚F bis 113˚F (0˚C bis 45˚C) zum Aufladen

–4˚F bis 140˚F (–20˚C bis 60˚C) zum entladen

32˚F bis 68˚F (0˚C bis 20˚C) zum Lagern

• Empfohlenes Vorgehen: Das Batterie-Wärmemanagement Ihres BMS

Das System kann prüfen, ob die Temperatur innerhalb der Grenzwerte liegt. Um die Temperatur in und um die Batterie zu messen, Sie können Temperatursensoren oder Thermistoren verwenden – Halbleiter-Thermowiderstände.

Ein BMS stellt Abweichungen von bestimmten Werten fest und ergreift Sofortmaßnahmen, um die Batterie zu schonen.

Zum Beispiel, Ein BMS kann Thermistoren und Thermosicherungen verwenden, um die Batterie während der Arbeit vor Überhitzung zu schützen. Sie öffnen den Stromkreis und trennen die Batterie, wenn die Temperatur zu hoch ansteigt.

Die meisten aktuellen BMS verwenden einen negativen Temperaturkoeffizienten (NTC) Thermistoren. Sie sind sehr empfänglich und können jede Widerstandsänderung mit hoher Geschwindigkeit und Genauigkeit erkennen.

Ein thermisches BMS konzentriert sich beim Laden und Entladen auf Lithiumbatterien. Zuallererst, Es sollte die Temperatur der Batterie im Inneren verfolgen, um sie vor thermischem Durchgehen und Entzündung zu schützen.

Außerdem, sie muss die Batterie vor ungünstigen Umgebungsbedingungen schützen. Lithium-Ionen-Akkus reagieren sehr empfindlich auf Temperaturabfälle. Sie sollten sie bei einer bestimmten Temperatur laden oder entladen. Das Überschreiten der Grenzwerte kann zu einer Alterung der Batterie führen, Leistungsverlust, und vollständiges Anhalten.

Ein Thermomanagementsystem reagiert auf jeden Notfall. Es passt die Temperatur an oder schaltet das Ladegerät mithilfe der Batteriekühlung aus; Fans; oder Heizung, Belüftung, und Klimaanlage (HLK) Systeme.

Eine weitere in BMS implementierte Funktion ist die Wärmeableitung. Das System verwendet es, um überschüssige Wärme abzuführen, die durch elektrochemische Reaktionen in einer Batterie entsteht. Das Verfahren umfasst Luft- und Flüssigkeitskühlung und Konvektion.

Außer der Batterie, Sie müssen das Wärmemanagement der Elektronik Ihrer BMS-Lösung sicherstellen. Eine angemessene Anzahl von Thermistoren und Thermostaten kann sowohl das System als auch den Benutzer vor potenziellen thermischen Gefahren schützen.

 

BRANDSCHUTZ

Die Brandgefahr ist gering, aber manchmal passiert das Schlimmste. Bei Batterieentzündung, das System sollte Sie sofort benachrichtigen und die notwendigen Schritte unternehmen, um es abzukürzen. Wenn Sie eine Überhitzung des Akkus nicht vermeiden können, Stellen Sie sicher, dass Ihr BMS über ein Brandschutzsystem verfügt.

• Die Herausforderung: Feuer ist eine der ernsthaftesten Bedrohungen für Lithium

BESS.Deshalb müssen Sie die Entflammbarkeit dieser Technologie im Auge behalten und alle erforderlichen Maßnahmen ergreifen, um mögliche Probleme zu vermeiden.

Ihre Batterie kann jedoch aufgrund von Herstellungsfehlern Feuer fangen.

Die Fehler in Zellpaketen und Batterieplatten können interne Kurzschlüsse verursachen, die zu Funken führen, Rauch, und Flammen.

• Empfohlenes Vorgehen: Es wäre gut, eine Batterie zu überprüfen

Fabrikationsfehler vor dem Gebrauch. Es muss eine genaue Untersuchung des Akkus und seiner Verpackung erfolgen, Komponenten, und Konstruktion.

Korrekte Installation, Verwendungszweck, Wartung, und Lagerung kann auch das Risiko eines Batteriebrandes verringern. Handeln im Strom, Stromspannung, und Temperaturbeschränkungen können verhindern, dass Ihr Lithium-Ionen-Akku überhitzt und sich entzündet.

Sie können sich und Ihr BMS vor Rauch schützen, Feuer, und toxische Gase durch den Aufbau eines zuverlässigen Brandschutzsystems.

Rauchmelder können das Problem lösen. Durch die Verwendung eines BMS kann eine Batterieverbrennung sofort erkannt und eine Verbindung zu Zellkühlungs- und Feuerlöschsystemen hergestellt werden.

Die Methoden zum Umgang mit Feuer hängen von der Batteriegröße und einer Zündskala ab. Kleine Batterien wie Telefone oder Laptops benötigen zum Brandschutz einen Schaumlöscher oder ABC-Trockenchemikalien. Bei größeren Bränden wird häufig Wasser verwendet, aber es muss eine große Menge fließendes Wasser sein, um die Batterie abzukühlen und den Sauerstoff loszuwerden, der durch den Zusammenbruch der Batterie entsteht.

Je komplexer das Batteriesystem, desto komplizierter sollte der Brandschutz sein.

INTERNET-SICHERHEIT

Der Schutz der Batterie vor dem Auslaufen der Grenzwerte ist nicht das einzige Problem, das das BMS lösen kann. Niemand möchte, dass sein System Opfer von Angriffen oder Datendiebstahl wird.

• Die Herausforderung: Viele BMS sind IoT-Lösungen. Internetverbindungen

ermöglichen Benutzern, ihre Systeme aus der Ferne zu beobachten und zu steuern. In diesem Fall, Es besteht immer das Risiko, die Privatsphäre und Einheit der Informationen zu gefährden. Daher, BMS kann auch anfällig für Cyberangriffe sein.

Das System benötigt robuste BMS-Sicherheitsfunktionen, um unbefugten Zugriff und böswillige Handlungen zu verhindern, die der Batterie und den entsprechenden BMS-Modulen schaden können.

• Empfohlenes Vorgehen: Sichern Sie Ihr System, indem Sie diverse durchführen

Prozesse sichern.

Zuerst, Stellen Sie sicher, dass nur autorisierte Benutzer auf das System zugreifen und es moderieren können. Um dies zu tun, Sie können ein Benutzeridentifikationssystem mit eindeutigen Passwörtern und/oder anderen Authentifizierungsansätzen hinzufügen.

Für Dateneinheit und Sicherheit, Ihr Kommunikationsprotokoll sollte über starke Verschlüsselungsmechanismen verfügen. Auf diese Weise, Ein BMS kann alle Interaktionen zwischen den Elementen aufrechterhalten und gleichzeitig die Geheimhaltung des BMS und seines Benutzers wahren.

Basel bietet DALY-BMS und JBD BMS für LiFePO4-Akkus und Akkupacks mit starker Belastbarkeit, Dauerentladestrom bis 200A.

● 4 Zellreihenschutz

● Verschiedene Schutzfunktionen zum Laden und Entladen

● Entladung über Strom, Kurzschlussschutz Funktionsabläufe der Hardware

● Überspannung, unter Spannung, Temperatur- und Überlastschutzfunktion Verarbeitung von Software

● Genaue SOC-Berechnung mit automatischer SOC-Lernfunktion

● UART/RS485-Kommunikationsfunktion, kann alle Daten der Batterie in Echtzeit lesen und online aktualisieren

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