Como o BMS aumenta a vida útil da bateria e o desempenho?
Como o BMS aumenta a vida útil da bateria e o desempenho?
As tarefas do BMS incluem controle de tensão e corrente, soluções de gerenciamento térmico, proteção contra fogo, e segurança cibernética. Neste artigo, explicamos os principais riscos relacionados com a bateria e as formas como a BMS pode superá-los.
PROTEÇÃO DA BATERIA COM UM BMS
Uma bateria recarregável é a pedra angular de um BMS. Este componente é bastante complicado e sensível e requer atenção e manuseio cuidadoso. Um BMS pode fazer isso. Todas as suas funções pretendem tirar o máximo proveito da bateria no maior tempo possível.
Desta forma, verificando o estado de carga e o estado de saúde, um BMS pode aumentar a vida útil da bateria e seu desempenho. Estimando o estado de energia e estado de energia e equilibrando as células dentro de uma bateria, pode usar todo o potencial da bateria e, como resultado, seu sistema de armazenamento de energia da bateria.
Dependendo da composição, as baterias podem ser bastante sensíveis a um ambiente instável. Exceder os limites pode ser crítico para uma bateria e pode causar sua queda e morte prematura., o esmagamento de uma bateria pode causar danos ao seu usuário. Por exemplo, as baterias à base de lítio são famosas por sua inflamabilidade e explosividade em alguns casos.
Totalmente equipado, um BMS pode prever riscos potenciais e proteger a bateria e o usuário. Um BMS bem desenvolvido possui sistemas de segurança de bateria que evitam curtos-circuitos, falhas de aterramento, e fuga térmica. Desta forma, um sistema de segurança BMS fornece transferência de dados segura e defende seu sistema de armazenamento de bateria contra uso não autorizado.
Um BMS com um sistema operacional em tempo real reage a todas as alterações ou ameaças imediatamente, por isso ajuda a evitar a substituição antecipada da bateria e reparos caros.
Neste artigo, prestamos atenção especial a um íon de lítio (De iões de lítio) bateria. Este tipo de bateria requer manuseio cuidadoso, pois é sensível a temperaturas extremas, sobrecarga, e constante falta de carregamento. Um BMS pode fornecer tal tratamento.
VOLTAGEM & CONTROLE CORRENTE
Para controlar a corrente e a tensão da bateria, você deve fornecer proteção contra sobrecorrente e sobretensão durante o carregamento e evitar subtensão ao descarregar a bateria.
- O desafio: Cada tipo de bateria sugeriu corrente e tensão
limites de carga e descarga. Exceder esses parâmetros pode levar à oxidação e a um curto-circuito que pode danificar a bateria e diminuir sua vida útil. No pior caso, pode ser uma explosão, incêndio, e choque elétrico.
- Ações Recomendadas: Adicionar sensores suficientes às células permite um
BMS para ter dados e analisá-los para outras ações.
Como resultado, o sistema pode controlar a corrente, Voltagem, e estado de cobrança, que se relaciona com a voltagem. Em caso de desvios dos valores permitidos, o BMS pode usar um disjuntor para desconectar o circuito e parar de carregar a bateria.
O BMS pode alertar os usuários sobre possíveis problemas da bateria. Nesse caso, o sistema enviará um alarme ou notificação push e o exibirá no painel do dispositivo.
BMS, assim como carregadores, pode usar um método de carregamento de bateria de tensão constante/corrente constante para realizar proteção contra sobrecorrente e sobretensão. A ideia é a seguinte:
Você carrega a bateria com uma corrente constante até que a bateria atinja um certo nível de tensão. Então você carrega a bateria com tensão constante enquanto a corrente cai. O carregamento termina quando a corrente tem o menor valor possível.
Você pode instalar o monitoramento de tensão e corrente no nível de software e hardware do seu BMS. Aqui estão exemplos do hardware básico que usamos para uma solução BMS industrial:
- Transformadores de corrente e tensão
- Um amplificador e um buffer com um divisor resistivo para aumentar o valor da corrente e tensão de saída
- Um conversor analógico-digital que converte os valores de corrente e tensão em sinais digitais
- Um microcontrolador (MCU) para leitura de sinais
Ao projetar circuitos de proteção, Você tem que ter cuidado. A eletrônica extra pode não apenas aumentar o custo do BMS, mas também aumentar a resistência interna e reduzir a potência da bateria.
GERENCIAMENTO TERMAL
O gerenciamento térmico é uma das precauções de segurança mais importantes da bateria de íons de lítio para BMS. Inclui controle de temperatura da bateria e lida com aquecimento, resfriamento, e ar condicionado
- O desafio: Baterias de íons de lítio eficientes são vulneráveis. O lítio é um
metal muito reativo e inflamável que pode inflamar em um flash quando entra em contato com a água e o ar.
Mesmo um pequeno aumento de temperatura ou pequenos danos à bateria podem causar fuga térmica e curto-circuito, levando a explosão e incêndio.
É por isso que o gerenciamento térmico da bateria é extremamente importante para soluções baseadas em íons de lítio. As temperaturas aceitáveis para as baterias são:
32˚F a 113˚F (0˚C a 45˚C) para carregar
–4˚F a 140˚F (–20˚C a 60˚C) para descarregar
32˚F a 68˚F (0˚C a 20˚C) para armazenar
- Ações Recomendadas: A gestão térmica da bateria do seu BMS
sistema pode verificar se a temperatura está dentro dos limites. Para medir a temperatura dentro e ao redor da bateria, você pode usar sensores de temperatura ou termistores - resistores térmicos semicondutores.
Um BMS descobre desvios de certos valores e toma medidas imediatas para economizar a bateria.
Por exemplo, um BMS pode aplicar termistores e fusíveis térmicos para proteger a bateria do superaquecimento durante o trabalho. Eles abrirão o circuito e desconectarão a bateria se a temperatura subir muito.
O BMS mais atualizado usa coeficiente de temperatura negativo (NTC) termistores. Eles são muito receptivos e podem detectar quaisquer mudanças na resistência com alta velocidade e precisão.
Um BMS térmico concentra a atenção nas baterias de lítio durante o carregamento e descarregamento. Em primeiro lugar, ele deve rastrear a temperatura da bateria interna para protegê-la de fuga térmica e ignição.
Além disso, tem que proteger a bateria contra condições ambientais desfavoráveis. As baterias de íons de lítio são muito sensíveis a quedas de temperatura. Você deve carregá-los ou descarregá-los a uma temperatura específica. Exceder os limites pode resultar em senescência da bateria, perda de potência, e parada completa.
Um sistema de gerenciamento térmico responde a qualquer emergência. Ajusta a temperatura ou desliga o carregador usando o resfriamento da bateria; fãs; ou aquecimento, ventilação, e ar condicionado (HVAC) sistemas.
Outro recurso implementado no BMS é a dissipação de calor. O sistema o utiliza para remover o excesso de calor gerado por reações eletroquímicas em uma bateria. O método inclui resfriamento a ar e líquido e convecção.
Além da bateria, você precisa proteger o gerenciamento térmico dos eletrônicos envolvidos em sua solução BMS. Um número adequado de termistores e termostatos pode defender o sistema e o usuário de possíveis riscos térmicos.
PROTEÇÃO CONTRA FOGO
As chances de incêndio acontecer são baixas, mas às vezes o pior acontece. Em caso de inflamação da bateria, o sistema deve alertá-lo imediatamente e tomar as medidas necessárias para encurtá-lo. Se você não puder evitar o superaquecimento da bateria, certifique-se de que seu BMS possui um sistema de proteção contra incêndio.
- O desafio: O fogo é uma das ameaças mais sérias para um lítio
BESS. É por isso que você deve ter em mente a inflamabilidade desta tecnologia e tomar todas as ações necessárias para evitar possíveis problemas.
No entanto, sua bateria pode pegar fogo devido a defeitos de fabricação.
As falhas nos pacotes de células e placas de bateria podem causar curtos-circuitos internos que levam a faíscas, fumaça, e chamas.
- Ações Recomendadas: Seria bom verificar uma bateria para
defeitos de fábrica antes do uso. Tem que ser um exame detalhado da bateria e seu pacote, componentes, e construção.
Instalação correta, uso, manutenção, e armazenamento também podem diminuir o risco de incêndio da bateria. Atuando dentro da corrente, Voltagem, e restrições de temperatura podem impedir que sua bateria de íon de lítio superaqueça e acenda.
Você pode proteger a si mesmo e seu BMS da fumaça, incêndio, e gases tóxicos, estabelecendo um sistema confiável de proteção contra incêndio.
Detectores de fumaça podem resolver o problema. O uso de um BMS pode detectar imediatamente a combustão da bateria e conectar-se a sistemas de resfriamento de células e extinção de incêndio.
Os métodos de manuseio do fogo dependem do tamanho da bateria e da escala de ignição. Baterias pequenas, como telefones ou laptops, precisam de um extintor de espuma ou produto químico seco ABC para ser mantido por perto para proteção contra incêndio. A água é comumente usada para grandes incêndios, mas tem que ser uma grande quantidade de água corrente para esfriar a bateria e se livrar do oxigênio criado pela quebra da bateria.
Quanto mais complexo o sistema de bateria, quanto mais complicada a proteção contra incêndio deve ter.
CÍBER SEGURANÇA
Proteger a bateria do esgotamento dos limites não é o único problema que o BMS pode resolver. Ninguém quer que seu sistema sofra ataques ou roubo de dados.
- O desafio: Muitos BMS são soluções de IoT. Conexões de Internet
permitir que os usuários observem e controlem seus sistemas à distância. Nesse caso, há sempre o risco de comprometer a privacidade e a unidade das informações. Desta forma, O BMS também pode ser suscetível a ataques cibernéticos.
O sistema precisa de recursos de segurança BMS robustos para resistir ao acesso não autorizado e atos maliciosos que podem ser prejudiciais à bateria e aos módulos BMS correspondentes.
- Ações Recomendadas: Proteja seu sistema realizando diversas
processos de salvaguarda.
Primeiro, certifique-se de que apenas usuários autorizados possam acessar e moderar o sistema. Para fazer isso, você pode adicionar um sistema de identificação de usuário com senhas exclusivas e/ou outras abordagens de autenticação.
Para unidade de dados e segurança, seu protocolo de comunicação deve ter mecanismos de criptografia fortes. Nesse caminho, um BMS pode manter quaisquer interações entre os elementos, mantendo sigilo sobre o BMS e seu usuário.
Basen fornece DALY BMS e JBD BMS para baterias LiFePO4 e baterias com forte capacidade de carga, corrente de descarga contínua até 200A.
● 4 proteção em série celular
● Várias funções de proteção para carga e descarga
● Descarga sobre corrente, processos funcionais de proteção contra curto-circuito de hardware
● Sobretensão, sob tensão, processamento de função de proteção de temperatura e sobrecarga de software
● Cálculo de SOC preciso com função de aprendizagem automática de SOC
● Função de comunicação UART/RS485, pode ler todos os dados da bateria em tempo real e atualizar online
Tire mais dúvidas sobre o BMS? Fale com um piscina BMS especialista e tire todas as suas dúvidas agora.
