W jaki sposób BMS zwiększa żywotność baterii i wydajność?
W jaki sposób BMS zwiększa żywotność baterii i wydajność?
Zadania BMS obejmują kontrolę napięcia i prądu, rozwiązania z zakresu zarządzania ciepłem, ochrona przeciwpożarowa, i cyberbezpieczeństwo. W tym artykule, wyjaśniamy główne zagrożenia związane z bateriami i sposoby, w jakie BMS może je przezwyciężyć.
OCHRONA BATERII Z BMS
Akumulator jest zwornikiem BMS. Ten element jest dość skomplikowany i wrażliwy oraz wymaga uwagi i ostrożnego obchodzenia się. BMS może to zrobić. Wszystkie jego funkcje mają na celu maksymalne wykorzystanie baterii w jak najdłuższym czasie.
Zatem, sprawdzając stan naładowania i stan zdrowia, BMS może zwiększyć żywotność baterii i jej wydajność. Szacując stan energii i stan mocy oraz równoważąc ogniwa wewnątrz pakietu baterii, może wykorzystać pełny potencjał baterii i, w rezultacie, Twój system magazynowania energii baterii.
W zależności od składu, baterie mogą być dość wrażliwe na niestabilne otoczenie. Przekroczenie limitów może mieć krytyczne znaczenie dla baterii i może spowodować jej awarię i przedwczesną śmierć, zmiażdżenie baterii może wyrządzić krzywdę użytkownikowi. Na przykład, Baterie litowe słyną w niektórych przypadkach z łatwopalności i wybuchowości.
W pełni wyposażony, BMS może przewidywać potencjalne zagrożenia i chronić zarówno baterię, jak i użytkownika. Dobrze rozwinięty system BMS posiada systemy bezpieczeństwa baterii, które zapobiegają zwarciom, zwarcia doziemne, i ucieczka termiczna. Zatem, system bezpieczeństwa BMS zapewnia bezpieczny transfer danych i chroni system przechowywania baterii przed nieuprawnionym użyciem.
BMS z systemem operacyjnym czasu rzeczywistego natychmiast reaguje na wszelkie zmiany lub zagrożenia, dzięki czemu pozwala uniknąć wczesnej wymiany baterii i kosztownych napraw.
W tym artykule, zwracamy szczególną uwagę na litowo-jonowy (Litowo-jonowy) bateria. Ten typ baterii wymaga ostrożnego obchodzenia się, ponieważ jest wrażliwy na ekstremalne temperatury, przeładowanie, i ciągły brak ładowania. BMS może zapewnić takie leczenie.
NAPIĘCIE & BIEŻĄCA KONTROLA
Aby kontrolować prąd i napięcie baterii, podczas ładowania należy zapewnić ochronę przed przetężeniem i przepięciem oraz unikać zbyt niskiego napięcia podczas rozładowywania akumulatora.
- Wyzwanie: Każdy typ baterii ma sugerowany prąd i napięcie
limity ładowania i rozładowania. Przekroczenie tych parametrów może doprowadzić do utlenienia i zwarcia, które może uszkodzić akumulator i skrócić jego żywotność. W najgorszym wypadku, to może być eksplozja, ogień, i porażenie prądem.
- Rekomendowane działania: Dodanie wystarczającej liczby czujników do ogniw umożliwia
BMS, aby mieć dane i analizować je pod kątem dalszych działań.
W rezultacie, system może kontrolować prąd, Napięcie, i stan naładowania, co koreluje z napięciem. W przypadku odchyleń od wartości dopuszczalnych, BMS może użyć wyłącznika, aby odłączyć obwód i zatrzymać ładowanie akumulatora;.
BMS może ostrzegać użytkowników o możliwych problemach z baterią. W tym przypadku, system wyśle powiadomienie alarmowe lub push i wyświetli je na panelu urządzenia;.
BMS, a także ładowarki, może zastosować metodę stałego napięcia/stałoprądowego ładowania akumulatora do wykonania zabezpieczenia nadprądowego i przepięciowego;. Pomysł jest następujący:
Ładujesz baterię stałym prądem, aż bateria osiągnie określony poziom napięcia. Następnie ładujesz akumulator stałym napięciem, podczas gdy prąd spada. Ładowanie kończy się, gdy prąd ma najniższą możliwą wartość.
Możesz zainstalować monitorowanie napięcia i prądu zarówno na poziomie oprogramowania, jak i sprzętu BMS. Oto przykłady podstawowego sprzętu, którego użyliśmy do przemysłowego rozwiązania BMS:
- Przekładniki prądowe i napięciowe
- Wzmacniacz i bufor z dzielnikiem rezystancyjnym do zwiększania wartości prądu i napięcia wyjściowego
- Przetwornik analogowo-cyfrowy, który przekształca wartości prądu i napięcia na sygnały cyfrowe
- Mikrokontroler (MCU) do odczytu sygnałów
Przy projektowaniu obwodów ochronnych, musisz być ostrożny. Dodatkowa elektronika może nie tylko zwiększyć koszt BMS, ale także zwiększyć rezystancję wewnętrzną i zmniejszyć moc baterii.
ZARZĄDZANIE TERMICZNE
Zarządzanie temperaturą jest jednym z najważniejszych środków ostrożności dotyczących akumulatorów litowo-jonowych dla BMS. Obejmuje kontrolę temperatury baterii i zajmuje się ogrzewaniem, chłodzenie, i klimatyzacja
- Wyzwanie: Wydajne akumulatory litowo-jonowe są wrażliwe. Lit jest
bardzo reaktywny i łatwopalny metal, który może błyskawicznie zapalić się w kontakcie z wodą i powietrzem.
Nawet niewielki wzrost temperatury lub niewielkie uszkodzenie akumulatora może spowodować niestabilność termiczną i zwarcie, prowadzące do wybuchu i pożaru.
Dlatego zarządzanie temperaturą akumulatora jest niezwykle ważne w przypadku rozwiązań opartych na litowo-jonowych. Dopuszczalne temperatury dla baterii są:
32˚F do 113˚F (0C do 45˚C) do ładowania
–4˚F do 140˚F (–20˚C do 60˚C) do rozładowania
32˚F do 68˚F (0C do 20˚C) Do przechowywania
- Rekomendowane działania: Zarządzanie temperaturą akumulatora Twojego BMS
system może sprawdzić, czy temperatura mieści się w granicach. Aby zmierzyć temperaturę wewnątrz i wokół baterii, można zastosować czujniki temperatury lub termistory — półprzewodnikowe rezystory termiczne.
BMS wykrywa odchylenia od pewnych wartości i podejmuje natychmiastowe działania w celu oszczędzania baterii.
Na przykład, BMS może zastosować termistory i bezpieczniki termiczne, aby chronić akumulator przed przegrzaniem podczas pracy. Otworzą obwód i odłączą akumulator, jeśli temperatura wzrośnie zbyt wysoko.
Najbardziej aktualne BMS wykorzystują ujemny współczynnik temperaturowy (NTC) termistory. Są bardzo chłonne i potrafią wykryć wszelkie zmiany rezystancji z dużą szybkością i dokładnością.
Termiczny BMS skupia uwagę na bateriach litowych podczas ładowania i rozładowywania. Przede wszystkim, powinien śledzić temperaturę akumulatora wewnątrz, aby chronić go przed ucieczką termiczną i zapłonem;.
Ponadto, ma chronić akumulator przed niekorzystnymi warunkami środowiskowymi. Akumulatory litowo-jonowe są bardzo wrażliwe na spadki temperatury. Należy je ładować lub rozładowywać w określonej temperaturze. Przekroczenie limitów może spowodować starzenie się baterii, utrata mocy, i całkowite zatrzymanie.
System zarządzania temperaturą reaguje na każdą sytuację awaryjną. Reguluje temperaturę lub wyłącza ładowarkę za pomocą chłodzenia akumulatora; wentylatory; lub ogrzewanie, wentylacja, i klimatyzacja (HVAC) systemy.
Kolejną funkcją zaimplementowaną w BMS jest odprowadzanie ciepła. System wykorzystuje go do usuwania nadmiaru ciepła generowanego przez reakcje elektrochemiczne w akumulatorze. Metoda obejmuje chłodzenie powietrzem i cieczą oraz konwekcję.
Oprócz baterii, potrzebujesz zabezpieczenia termicznego zarządzania elektroniką zaangażowaną w Twoje rozwiązanie BMS. Odpowiednia liczba termistorów i termostatów może chronić zarówno system, jak i użytkownika przed potencjalnymi zagrożeniami termicznymi.
OCHRONA PRZECIWPOŻAROWA
Szanse na pożar są niskie, ale czasami dzieje się najgorsze. W przypadku zapalenia baterii, system powinien natychmiast Cię ostrzec i podjąć niezbędne kroki, aby to skrócić. Jeśli nie możesz uniknąć przegrzania baterii, upewnij się, że Twój BMS ma system przeciwpożarowy.
- Wyzwanie: Ogień jest jednym z najpoważniejszych zagrożeń dla litu
BESS. Dlatego musisz mieć na uwadze łatwopalność tej technologii i podjąć wszelkie niezbędne działania, aby zapobiec ewentualnym problemom.
Jednak bateria może się zapalić z powodu wad produkcyjnych.
Wady pakietów ogniw i płyt akumulatorowych mogą powodować wewnętrzne zwarcia, które prowadzą do iskrzenia, palić, i płomienie.
- Rekomendowane działania: Dobrze byłoby sprawdzić stan baterii
wady fabryczne przed użyciem. Musi to być szczegółowe badanie baterii i jej opakowania, składniki, i budownictwo.
Prawidłowa instalacja, stosowanie, konserwacja, i przechowywanie może również zmniejszyć ryzyko pożaru baterii. Działając w ramach prądu, Napięcie, i ograniczenia temperatury mogą zapobiec przegrzaniu i zapłonowi akumulatora litowo-jonowego.
Możesz chronić siebie i swój BMS przed dymem, ogień, i toksycznych gazów poprzez stworzenie niezawodnego systemu przeciwpożarowego.
Czujki dymu mogą rozwiązać problem. Korzystanie z BMS może szybko wykryć spalanie baterii i podłączyć do systemów chłodzenia ogniw i systemów gaśniczych.
Metody radzenia sobie z pożarem zależą od wielkości baterii i skali zapłonu. Małe baterie, takie jak telefony lub laptopy, wymagają gaśnicy piankowej lub suchego środka chemicznego ABC do ochrony przeciwpożarowej. Woda jest powszechnie używana do większych pożarów, ale potrzebna jest duża ilość bieżącej wody, aby ochłodzić akumulator i pozbyć się tlenu powstałego w wyniku awarii akumulatora.
Im bardziej złożony system baterii, im bardziej skomplikowana powinna być ochrona przeciwpożarowa.
BEZPIECZEŃSTWO CYBERNETYCZNE
Ochrona baterii przed wyczerpaniem się to nie jedyny problem, który może rozwiązać BMS. Nikt nie chce, aby jego system cierpiał z powodu ataków lub kradzieży danych.
- Wyzwanie: Wiele BMS to rozwiązania IoT. Połączenia internetowe
umożliwić użytkownikom obserwację i sterowanie ich systemami na odległość. W tym przypadku, zawsze istnieje ryzyko naruszenia prywatności i jedności informacji. Zatem, BMS może być również podatny na cyberataki.
System potrzebuje solidnych funkcji bezpieczeństwa BMS, aby zapobiec nieautoryzowanemu dostępowi i złośliwym działaniom, które mogą być szkodliwe dla baterii i odpowiednich modułów BMS.
- Rekomendowane działania: Zabezpiecz swój system, przeprowadzając różnorodne
procesy zabezpieczające.
Pierwszy, upewnij się, że tylko autoryzowani użytkownicy mogą uzyskać dostęp i moderować system. Aby to zrobić, możesz dodać system identyfikacji użytkownika z unikalnymi hasłami i/lub innymi podejściami do uwierzytelniania.
Dla jedności i bezpieczeństwa danych, Twój protokół komunikacyjny powinien mieć silne mechanizmy szyfrowania. W ten sposób, BMS może podtrzymywać wszelkie interakcje między elementami, zachowując jednocześnie tajemnicę BMS i jego użytkownika.
Basen zapewnia DALY BMS i JBD BMS do akumulatorów LiFePO4 i akumulatorów o dużej ładowności, ciągły prąd rozładowania do 200A.
● 4 ochrona serii komórek
● Różne funkcje ochrony ładowania i rozładowania
● Rozładowanie nad prądem, zabezpieczenie przeciwzwarciowe procesy funkcjonalne sprzętu,
● Przepięcie, pod napięciem, funkcja zabezpieczenia temperaturowego i przeciążeniowego przetwarzanie oprogramowania
● Dokładne obliczenia SOC z funkcją automatycznego uczenia SOC
● Funkcja komunikacji UART/RS485, może odczytywać wszystkie dane baterii w czasie rzeczywistym i aktualizować online;
Masz więcej pytań na temat BMS? Porozmawiaj z Basen BMS ekspert i uzyskaj odpowiedzi na wszystkie pytania Teraz.
