¿Cómo aumenta BMS la duración y el rendimiento de la batería?
¿Cómo aumenta BMS la duración y el rendimiento de la batería?
Las tareas de BMS incluyen control de voltaje y corriente, soluciones de gestión térmica, protección contra incendios, y ciberseguridad. En este articulo, explicamos los principales riesgos relacionados con las baterías y las formas en que BMS puede superarlos.
PROTECCIÓN DE BATERÍA CON UN BMS
Una batería recargable es la piedra angular de un BMS. Este componente es bastante complicado y sensible y requiere atención y manejo cuidadoso.. Un BMS puede hacer esto. Todas sus funciones pretenden aprovechar al máximo la batería en el mayor tiempo posible.
De este modo, comprobando el estado de carga y el estado de salud, un BMS puede aumentar la duración de la batería y su rendimiento. Estimando el estado de la energía y el estado de la potencia y equilibrando las celdas dentro de un paquete de baterías, puede utilizar todo el potencial de la batería y, como resultado, su sistema de almacenamiento de energía de batería.
Dependiendo de la composición, las baterías pueden ser bastante sensibles a un entorno inestable. Superar los límites puede ser crítico para una batería y puede causar su caída y muerte prematura. Además, el aplastamiento de una batería puede causar daño a su usuario. Por ejemplo, Las baterías a base de litio son famosas por su inflamabilidad y explosividad en algunos casos..
Totalmente equipado, un BMS puede predecir peligros potenciales y proteger tanto la batería como al usuario. Un BMS bien desarrollado tiene sistemas de seguridad de batería que evitan cortocircuitos, fallas a tierra, y fuga térmica. De este modo, un sistema de seguridad BMS proporciona una transferencia de datos segura y defiende su sistema de almacenamiento de batería del uso no autorizado.
Un BMS con un sistema operativo en tiempo real reacciona a todos los cambios o amenazas inmediatamente, por lo que ayuda a evitar el reemplazo anticipado de la batería y reparaciones costosas.
En este articulo, prestamos especial atención a una de iones de litio (Li-ion) batería. Este tipo de batería requiere un manejo cuidadoso., ya que es sensible a temperaturas extremas, sobrecarga, y constante falta de carga. Un BMS puede proporcionar dicho tratamiento.
VOLTAJE & CONTROL ACTUAL
Para controlar la corriente y el voltaje de la batería, debe proporcionar protección contra sobrecorriente y sobretensión durante la carga y evitar la subtensión mientras descarga la batería.
- El reto: Cada tipo de batería tiene corriente y voltaje sugeridos
límites de carga y descarga. Superar estos parámetros puede provocar oxidación y un cortocircuito que puede dañar la batería y acortar su vida útil.. En el peor de los casos, puede ser una explosión, fuego, y descarga eléctrica.
- Acciones recomendadas: Agregar suficientes sensores a las celdas permite una
BMS para tener datos y analizarlos para futuras acciones.
Como resultado, el sistema puede controlar la corriente, Voltaje, y estado de carga, que se correlaciona con el voltaje. En caso de desviaciones de los valores admisibles, el BMS puede usar un interruptor para desconectar el circuito y dejar de cargar la batería.
BMS puede advertir a los usuarios sobre los posibles problemas de la batería. En este caso, el sistema enviará una alarma o notificación automática y la mostrará en el panel del dispositivo.
BMS, así como cargadores, puede usar un método de carga de batería de voltaje constante/corriente constante para llevar a cabo la protección contra sobrecorriente y sobrevoltaje. La idea es la siguiente:
Cargas la batería con una corriente constante hasta que la batería alcanza un cierto nivel de voltaje. Luego carga la batería con voltaje constante mientras cae la corriente. La carga termina cuando la corriente tiene el valor más bajo posible.
Puede instalar monitoreo de voltaje y corriente tanto a nivel de software como de hardware de su BMS. Estos son ejemplos del hardware básico que usamos para una solución BMS industrial:
- Transformadores de corriente y tensión
- Un amplificador y un búfer con un divisor resistivo para aumentar el valor de la corriente y el voltaje de salida.
- Un convertidor de analógico a digital que convierte los valores de corriente y voltaje en señales digitales
- un microcontrolador (UCM) para leer señales
Al diseñar circuitos de protección., Tienes que tener cuidado. La electrónica adicional no solo puede aumentar el costo de BMS, sino también aumentar la resistencia interna y reducir la potencia de la batería..
GESTIÓN TÉRMICA
La gestión térmica es una de las precauciones de seguridad de las baterías de iones de litio más importantes para BMS. Incluye control de temperatura de la batería y se ocupa de la calefacción, enfriamiento, y aire acondicionado
- El reto: Las baterías de iones de litio eficientes son vulnerables. El litio es un
metal muy reactivo e inflamable que puede incendiarse en un instante cuando entra en contacto con el agua y el aire.
Incluso un pequeño aumento de la temperatura o un ligero daño a la batería pueden causar un desbordamiento térmico y un cortocircuito., que conduce a la explosión y el fuego.
Es por eso que la gestión térmica de la batería es extremadamente importante para las soluciones basadas en iones de litio.. Las temperaturas aceptables para las baterías son:
32˚F a 113˚F (0˚C a 45˚C) para cargar
–4˚F a 140˚F (–20˚C a 60˚C) para descargar
32˚F a 68˚F (0˚C a 20˚C) para almacenamiento
- Acciones recomendadas: La gestión térmica de la batería de su BMS
el sistema puede comprobar que la temperatura está dentro de los límites. Para medir la temperatura dentro y alrededor de la batería, puede usar sensores de temperatura o termistores: resistencias térmicas semiconductoras.
Un BMS descubre las desviaciones de ciertos valores y toma medidas inmediatas para ahorrar batería.
Por ejemplo, un BMS puede aplicar termistores y fusibles térmicos para proteger la batería del sobrecalentamiento durante el trabajo. Abrirán el circuito y desconectarán la batería si la temperatura sube demasiado..
La mayoría de los BMS actualizados utilizan un coeficiente de temperatura negativo (NTC) termistores. Son muy receptivos y pueden detectar cualquier cambio en la resistencia con alta velocidad y precisión..
Un BMS térmico enfoca la atención en las baterías de litio mientras se cargan y descargan. Primero y ante todo, debe realizar un seguimiento de la temperatura de la batería en el interior para protegerla de la fuga térmica y la ignición.
Es más, tiene que proteger la batería contra condiciones ambientales desfavorables. Las baterías de iones de litio son muy sensibles a las caídas de temperatura.. Debe cargarlos o descargarlos a una temperatura específica. Exceder los límites puede resultar en la senescencia de la batería, perdida de poder, y completa detención.
Un sistema de gestión térmica responde a cualquier emergencia. Ajusta la temperatura o apaga el cargador usando enfriamiento de la batería; aficionados; o calefacción, ventilación, y aire acondicionado (climatización) sistemas.
Otra característica implementada en BMS es la disipación de calor.. El sistema lo utiliza para eliminar el exceso de calor generado por reacciones electroquímicas en una batería.. El método incluye refrigeración por aire y líquido y convección..
Además de la batería, necesita asegurar la gestión térmica de la electrónica involucrada en su solución BMS. Una cantidad adecuada de termistores y termostatos puede proteger tanto al sistema como al usuario de posibles peligros térmicos.
PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS
Las posibilidades de que ocurra un incendio son bajas., pero a veces pasa lo peor. En caso de inflamación de la batería, el sistema debe alertarlo de inmediato y tomar las medidas necesarias para acortarlo. Si no puede evitar el sobrecalentamiento de la batería, asegúrese de que su BMS tenga un sistema de protección contra incendios.
- El reto: El fuego es una de las amenazas más graves para un litio
BESS. Por eso hay que tener en cuenta la inflamabilidad de esta tecnología y tomar todas las medidas necesarias para evitar posibles problemas..
Sin embargo, su batería puede incendiarse debido a defectos de fabricación..
Los defectos en los paquetes de celdas y las placas de la batería pueden causar cortocircuitos internos que provocan chispas., fumar, y llamas.
- Acciones recomendadas: Sería bueno revisar una batería para
defectos de fábrica antes del uso. Tiene que ser un examen detallado de la batería y su paquete., componentes, y construcción.
Instalación correcta, uso, mantenimiento, y el almacenamiento también pueden disminuir el riesgo de incendio de la batería. Actuando dentro de la actualidad, Voltaje, y las restricciones de temperatura pueden evitar que su batería de iones de litio se sobrecaliente y se encienda.
Puede protegerse a sí mismo y a su BMS del humo, fuego, y gases tóxicos mediante el establecimiento de un sistema fiable de protección contra incendios.
Los detectores de humo pueden resolver el problema. El uso de un BMS puede detectar rápidamente la combustión de la batería y conectarse a los sistemas de enfriamiento de celdas y extinción de incendios..
Los métodos de manejo del fuego dependen del tamaño de la batería y de la escala de ignición. Las baterías pequeñas, como teléfonos o computadoras portátiles, necesitan un extintor de espuma o un químico seco ABC para protegerse contra incendios.. El agua se usa comúnmente para incendios más grandes., pero tiene que ser una gran cantidad de agua corriente para enfriar la batería y eliminar el oxígeno creado por la batería averiada.
Cuanto más complejo sea el sistema de batería, cuanto más complicada sea la protección contra incendios que debería tener.
LA SEGURIDAD CIBERNÉTICA
Proteger la batería para que no se agote no es el único problema que el BMS puede resolver. Nadie quiere que su sistema sufra ataques o robo de datos.
- El reto: Muchos BMS son soluciones IoT. conexiones a internet
permitir a los usuarios observar y controlar sus sistemas a distancia. En este caso, siempre existe el riesgo de comprometer la privacidad y la unidad de la información. De este modo, BMS también puede ser susceptible a ciberataques.
El sistema necesita funciones de seguridad sólidas de BMS para resistir el acceso no autorizado y los actos maliciosos que pueden dañar la batería y los módulos BMS correspondientes..
- Acciones recomendadas: Proteja su sistema realizando diversos
salvaguardar los procesos.
Primero, asegúrese de que solo los usuarios autorizados puedan acceder y moderar el sistema. Para hacer esto, puede agregar un sistema de identificación de usuario con contraseñas únicas y/u otros enfoques de autenticación.
Por la unidad y la seguridad de los datos, su protocolo de comunicación debe tener fuertes mecanismos de encriptación. De este modo, un BMS puede mantener cualquier interacción entre los elementos mientras mantiene el secreto sobre el BMS y su usuario.
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