Comment BMS améliore-t-il la durée de vie et les performances de la batterie ?
Comment BMS améliore-t-il la durée de vie et les performances de la batterie ?
Les tâches BMS incluent le contrôle de la tension et du courant, solutions de gestion thermique, protection contre le feu, et la cybersécurité. Dans cet article, nous expliquons les principaux risques liés aux batteries et les moyens par lesquels BMS peut les surmonter.
PROTECTION DE LA BATTERIE AVEC UN BMS
Une batterie rechargeable est la clé de voûte d'un BMS. Ce composant est plutôt compliqué et sensible et nécessite une attention et une manipulation soigneuse. Un BMS peut le faire. Toutes ses fonctions visent à tirer le meilleur parti de la batterie le plus longtemps possible.
Ainsi, en vérifiant l'état de charge et l'état de santé, un BMS peut booster la durée de vie de la batterie et ses performances. En estimant l'état d'énergie et l'état de puissance et en équilibrant les cellules à l'intérieur d'une batterie, il peut utiliser tout le potentiel de la batterie et, par conséquent, votre système de stockage d'énergie par batterie.
Selon la composition, les batteries peuvent être assez sensibles à un environnement instable. Le dépassement des limites peut être critique pour une batterie et peut entraîner sa chute et sa mort prématurée. De plus, l'écrasement d'une batterie peut nuire à son utilisateur. Par exemple, les batteries au lithium sont tristement célèbres pour leur inflammabilité et leur explosivité dans certains cas.
Entièrement équipé, un BMS peut prédire les dangers potentiels et protéger à la fois la batterie et l'utilisateur. Un BMS bien développé dispose de systèmes de sécurité de la batterie qui empêchent les courts-circuits, défauts à la terre, et emballement thermique. Ainsi, un système de sécurité BMS assure un transfert de données sécurisé et protège votre système de stockage de batterie contre une utilisation non autorisée.
Un BMS avec un système d'exploitation en temps réel réagit immédiatement à tous les changements ou menaces, cela permet d'éviter le remplacement précoce de la batterie et les réparations coûteuses.
Dans cet article, nous portons une attention particulière à un lithium-ion (Li-ion) batterie. Ce type de batterie nécessite une manipulation soigneuse, car il est sensible aux températures extrêmes, surcharge, et manque constant de charge. Un BMS peut fournir un tel traitement.
TENSION & CONTRÔLE DE COURANT
Pour contrôler le courant et la tension de la batterie, vous devez fournir une protection contre les surintensités et les surtensions pendant la charge et éviter les sous-tensions pendant la décharge de la batterie.
- Le défi: Chaque type de batterie a un courant et une tension suggérés
limites de charge et de décharge. Le dépassement de ces paramètres peut entraîner une oxydation et un court-circuit pouvant endommager la batterie et raccourcir sa durée de vie. Au pire des cas, c'est peut-être une explosion, Feu, et choc électrique.
- Actions recommandées: L'ajout de suffisamment de capteurs aux cellules permet un
BMS pour avoir des données et les analyser pour d'autres actions.
Par conséquent, le système peut contrôler le courant, tension, et état de charge, qui correspond à la tension. En cas d'écart par rapport aux valeurs autorisées, le BMS peut utiliser un disjoncteur pour déconnecter le circuit et arrêter de charger la batterie.
BMS peut avertir les utilisateurs des éventuels problèmes de batterie. Dans ce cas, le système enverra une alarme ou une notification push et l'affichera sur le panneau de l'appareil.
BMS, ainsi que des chargeurs, peut utiliser une méthode de charge de batterie à tension constante/courant constant pour effectuer une protection contre les surintensités et les surtensions. L'idée est la suivante:
Vous chargez la batterie avec un courant constant jusqu'à ce que la batterie atteigne un certain niveau de tension. Ensuite, vous chargez la batterie avec une tension constante pendant que le courant chute. La charge est terminée lorsque le courant a la valeur la plus faible possible.
Vous pouvez installer la surveillance de la tension et du courant au niveau logiciel et matériel de votre BMS. Voici des exemples de matériel de base que nous avons utilisé pour une solution BMS industrielle:
- Transformateurs de courant et de tension
- Un amplificateur et un tampon avec un diviseur résistif pour augmenter la valeur du courant et de la tension de sortie
- Un convertisseur analogique-numérique qui convertit les valeurs de courant et de tension en signaux numériques
- Un microcontrôleur (MCU) pour lire les signaux
Lors de la conception de circuits de protection, tu dois être prudent. L'électronique supplémentaire peut non seulement augmenter le coût du BMS, mais également augmenter la résistance interne et réduire la puissance de la batterie.
GESTION DE LA CHALEUR
La gestion thermique est l'une des précautions de sécurité les plus importantes pour les batteries Li-ion pour BMS. Il comprend le contrôle de la température de la batterie et traite du chauffage, refroidissement, et climatisation
- Le défi: Les batteries Li-ion efficaces sont vulnérables. Le lithium est un
métal très réactif et inflammable qui peut s'enflammer en un éclair au contact de l'eau et de l'air.
Même une légère augmentation de la température ou de légers dommages à la batterie peuvent provoquer un emballement thermique et un court-circuit, entraînant une explosion et un incendie.
C'est pourquoi la gestion thermique des batteries est extrêmement importante pour les solutions à base de Li-ion. Les températures acceptables pour les batteries sont:
32˚F à 113˚F (0˚C à 45˚C) pour recharger
–4˚F à 140˚F (–20˚C à 60˚C) pour décharger
32˚F à 68˚F (0˚C à 20˚C) Pour stocker
- Actions recommandées: La gestion thermique de la batterie de votre BMS
système peut vérifier que la température est dans les limites. Pour mesurer la température dans et autour de la batterie, vous pouvez utiliser des capteurs de température ou des thermistances - des résistances thermiques à semi-conducteurs.
Un BMS détecte les écarts par rapport à certaines valeurs et prend des mesures immédiates pour économiser la batterie.
Par exemple, un BMS peut appliquer des thermistances et des fusibles thermiques pour protéger la batterie contre la surchauffe pendant le travail. Ils ouvriront le circuit et déconnecteront la batterie si la température monte trop haut.
Les BMS les plus récents utilisent un coefficient de température négatif (NTC) thermistances. Ils sont très réceptifs et peuvent détecter tout changement de résistance avec une vitesse et une précision élevées.
Un BMS thermique concentre l'attention sur les batteries au lithium lors de la charge et de la décharge. Tout d'abord, il doit suivre la température de la batterie à l'intérieur pour la protéger de l'emballement thermique et de l'allumage.
Par ailleurs, il doit protéger la batterie contre des conditions environnementales défavorables. Les batteries Li-ion sont très sensibles aux chutes de température. Vous devez les charger ou les décharger à une température spécifique. Le dépassement des limites peut entraîner la sénescence de la batterie, perte de puissance, et arrêt complet.
Un système de gestion thermique répond à toute urgence. Il ajuste la température ou éteint le chargeur en utilisant le refroidissement de la batterie; Ventilateurs; ou chauffage, ventilation, et climatisation (CVC) systèmes.
Une autre fonctionnalité implémentée dans BMS est la dissipation thermique. Le système l'utilise pour éliminer l'excès de chaleur généré par les réactions électrochimiques dans une batterie. Le procédé comprend le refroidissement par air et par liquide et la convection.
Outre la batterie, vous avez besoin de sécuriser la gestion thermique de l'électronique impliquée dans votre solution BMS. Un nombre approprié de thermistances et de thermostats peut protéger à la fois le système et l'utilisateur contre les risques thermiques potentiels.
PROTECTION CONTRE LE FEU
Les risques d'incendie sont faibles, mais parfois le pire arrive. En cas d'inflammation de la batterie, le système doit vous alerter immédiatement et prendre les mesures nécessaires pour y mettre fin. Si vous ne pouvez pas éviter la surchauffe de la batterie, assurez-vous que votre BMS dispose d'un système de protection contre les incendies.
- Le défi: Le feu est l'une des menaces les plus sérieuses pour un lithium
BESS. C'est pourquoi vous devez garder à l'esprit l'inflammabilité de cette technologie et prendre toutes les mesures nécessaires pour éviter d'éventuels problèmes.
Pourtant, votre batterie peut prendre feu à cause de défauts de fabrication.
Les défauts des boîtiers de cellules et des plaques de batterie peuvent provoquer des courts-circuits internes qui provoquent des étincelles, fumée, et des flammes.
- Actions recommandées: Il serait bon de vérifier une batterie pour
défauts d'usine avant utilisation. Il doit s'agir d'un examen détaillé de la batterie et de son emballage, Composants, et construction.
Installation correcte, usage, maintenance, et le stockage peuvent également réduire le risque d'incendie de la batterie. Agir dans le courant, tension, et les restrictions de température peuvent empêcher votre batterie Li-ion de surchauffer et de s'enflammer.
Vous pouvez vous protéger et protéger votre BMS de la fumée, Feu, et des gaz toxiques en mettant en place un système de protection incendie fiable.
Les détecteurs de fumée peuvent résoudre le problème. L'utilisation d'un BMS peut détecter rapidement la combustion de la batterie et se connecter aux systèmes de refroidissement des cellules et d'extinction d'incendie.
Les méthodes de gestion du feu dépendent de la taille de la batterie et d'une échelle d'allumage. Les petites batteries comme les téléphones ou les ordinateurs portables ont besoin d'un extincteur à mousse ou d'un produit chimique sec ABC à conserver pour la protection contre les incendies. L'eau est couramment utilisée pour les grands incendies, mais il doit y avoir une grande quantité d'eau courante pour refroidir la batterie et se débarrasser de l'oxygène créé par la panne de la batterie.
Plus le système de batterie est complexe, plus la protection contre l'incendie devrait être compliquée.
LA CYBER-SÉCURITÉ
La protection de la batterie contre le dépassement des limites n'est pas le seul problème que le BMS peut résoudre. Personne ne veut que son système subisse des attaques ou que des données soient volées.
- Le défi: Beaucoup de BMS sont des solutions IoT. Connexions Internet
permettre aux utilisateurs d'observer et de contrôler leurs systèmes à distance. Dans ce cas, il y a toujours le risque de compromettre la confidentialité et l'unité de l'information. Ainsi, BMS peut également être sensible aux cyberattaques.
Le système a besoin de fonctionnalités de sécurité BMS robustes pour résister aux accès non autorisés et aux actes malveillants pouvant nuire à la batterie et aux modules BMS correspondants.
- Actions recommandées: Sécurisez votre système en effectuant diverses
processus de sauvegarde.
Première, assurez-vous que seuls les utilisateurs autorisés peuvent accéder et modérer le système. Pour faire ça, vous pouvez ajouter un système d'identification des utilisateurs avec des mots de passe uniques et/ou d'autres approches d'authentification.
Pour l'unité et la sécurité des données, votre protocole de communication doit avoir des mécanismes de cryptage solides. De cette façon, un BMS peut maintenir toutes les interactions entre les éléments tout en maintenant le secret sur le BMS et son utilisateur.
Basen fournit DALY BMS et JBD BMS pour batteries LiFePO4 et batteries à forte capacité de charge, courant de décharge continu jusqu'à 200A.
● 4 protection des séries cellulaires
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● Décharge sur courant, protection contre les courts-circuits processus fonctionnels du matériel
● Surtension, sous tension, fonction de protection contre la température et les surcharges traitement du logiciel
● Calcul précis du SOC avec fonction d'apprentissage automatique du SOC
● Fonction de communication UART/RS485, peut lire toutes les données de la batterie en temps réel et mettre à niveau en ligne
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