Un sistema de gestió de bateries BMS és una eina potent per millorar la vida útil de les bateries d'un sistema solar. El sistema de gestió de bateries BMS també ajuda a garantir que les bateries siguin segures i fiables. A continuació, es mostra una explicació detallada d'un sistema BMS i els beneficis que en treuen els usuaris.
Com funciona un sistema BMS
Un BMS per a bateries de liti utilitza un ordinador i sensors especialitzats per regular el funcionament de la bateria. Els sensors proven la temperatura, la velocitat de càrrega, la capacitat de la bateria i més. Un ordinador a bord del sistema BMS fa càlculs que regulen la càrrega i la descàrrega de la bateria. El seu objectiu és millorar la vida útil del sistema d'emmagatzematge de bateries solars, alhora que garanteix que sigui segur i fiable per al seu funcionament.
Els components d'un sistema de gestió de bateries
Un sistema de gestió de bateries BMS comprèn diversos components clau que treballen conjuntament per oferir un rendiment òptim del paquet de bateries. Els components són:
Carregador de bateria
Un carregador subministra energia a la bateria amb el voltatge i el cabal correctes per garantir que es carregui de manera òptima.
Monitor de bateria
El monitor de bateria és un conjunt de sensors que controlen l'estat de les bateries i altra informació crucial com l'estat de càrrega i la temperatura.
Controlador de bateria
El controlador gestiona la càrrega i descàrrega de la bateria. Assegura que l'energia entri i surti de la bateria de manera òptima.
Connectors
Aquests connectors connecten el sistema BMS, les bateries, l'inversor i el panell solar. Això garanteix que el BMS tingui accés a tota la informació del sistema solar.
Les característiques d'un sistema de gestió de bateries BMS
Cada BMS per a bateries de liti té les seves característiques úniques. Tanmateix, les seves dues característiques més importants són la protecció i la gestió de la capacitat de la bateria. La protecció de la bateria s'aconsegueix garantint la protecció elèctrica i la protecció tèrmica.
La protecció elèctrica significa que el sistema de gestió de la bateria s'aturarà si se supera la zona de funcionament segur (SOA). La protecció tèrmica pot ser una regulació de temperatura activa o passiva per mantenir el paquet de bateries dins de la seva SOA.
Pel que fa a la gestió de la capacitat de la bateria, el BMS per a bateries de liti està dissenyat per maximitzar la capacitat. Un paquet de bateries acabarà per ser inútil si no es realitza la gestió de la capacitat.
El requisit per a la gestió de la capacitat és que cada bateria d'un paquet de bateries tingui un rendiment lleugerament diferent. Aquestes diferències de rendiment són més notables en les taxes de fuites. Quan és nova, una bateria pot funcionar de manera òptima. Tanmateix, amb el temps, la diferència en el rendiment de les cel·les de la bateria s'amplia. En conseqüència, pot provocar danys al rendiment. El resultat són condicions de funcionament insegures per a tot el paquet de bateries.
En resum, el sistema de gestió de bateries BMS eliminarà la càrrega de les cel·les més carregades, cosa que evita la sobrecàrrega. També permet que les cel·les menys carregades rebin més corrent de càrrega.
Un BMS per a bateries de liti també redirigirà part o gairebé tot el corrent de càrrega al voltant de les cel·les carregades. En conseqüència, les cel·les menys carregades reben corrent de càrrega durant un període més llarg.
Sense un sistema de gestió de bateries BMS, les cel·les que es carreguen primer continuarien carregant-se, cosa que podria provocar un sobreescalfament. Tot i que les bateries de liti ofereixen un rendiment excel·lent, tenen un problema de sobreescalfament quan es subministra un excés de corrent. El sobreescalfament d'una bateria de liti degrada considerablement el seu rendiment. En el pitjor dels casos, pot provocar la fallada de tota la bateria.
Tipus de BMS per a bateries de liti
Els sistemes de gestió de bateries poden ser simples o molt complexos per a diferents casos d'ús i tecnologies. Tanmateix, tots tenen com a objectiu tenir cura de la bateria. Les categoritzacions més comunes són:
Sistemes BMS centralitzats
Un BMS centralitzat per a bateries de liti utilitza un únic sistema de gestió de bateries BMS per al paquet de bateries. Totes les bateries estan connectades directament al BMS. El principal avantatge d'aquest sistema és que és compacte. A més, és més assequible.
El seu principal inconvenient és que, com que totes les bateries es connecten directament a la unitat BMS, calen molts ports per connectar-se al paquet de bateries. El resultat són molts cables, connectors i estructures de cablejat. En un paquet de bateries gran, això pot complicar el manteniment i la resolució de problemes.
BMS modular per a bateries de liti
Igual que un BMS centralitzat, el sistema modular està connectat a una part dedicada del paquet de bateries. Les unitats BMS del mòdul de vegades es connecten a un mòdul principal que en controla el rendiment. El principal avantatge és que la resolució de problemes i el manteniment es simplifiquen més. Tanmateix, l'inconvenient és que un sistema modular de gestió de bateries costa més.
Sistemes BMS actius
Un sistema de gestió de bateries BMS actiu controla el voltatge, el corrent i la capacitat de la bateria. Utilitza aquesta informació per controlar la càrrega i la descàrrega del sistema per garantir que la bateria sigui segura de funcionar i que ho faci a nivells òptims.
Sistemes BMS passius
Un BMS passiu per a bateries de liti no controla el corrent ni el voltatge. En canvi, es basa en un temporitzador simple per regular la velocitat de càrrega i descàrrega del paquet de bateries. Tot i que és un sistema menys eficient, costa molt menys d'adquirir.
Els avantatges d'utilitzar un sistema de gestió de bateries BMS
Un sistema d'emmagatzematge de bateries pot comprendre unes quantes o centenars de bateries de liti. Aquest sistema d'emmagatzematge de bateries podria tenir una tensió nominal de fins a 800 V i un corrent de 300 A o més.
Una mala gestió d'un paquet d'alt voltatge d'aquest tipus podria provocar desastres greus. Per tant, la instal·lació d'un sistema de gestió de bateries BMS és important per fer funcionar el paquet de bateries de manera segura. Els principals beneficis d'un BMS per a bateries de liti es poden enumerar de la manera següent:
Funcionament segur
És essencial garantir el funcionament segur d'una bateria de mida mitjana o gran. Tanmateix, fins i tot s'ha sabut que unitats petites com els telèfons poden incendiar-se si no s'instal·la un sistema de gestió de la bateria adequat.
Fiabilitat i vida útil millorades
Un sistema de gestió de bateries garanteix que les cel·les del paquet de bateries s'utilitzin dins dels paràmetres de funcionament segurs. El resultat és que les bateries estan protegides de càrregues i descàrregues agressives, cosa que condueix a un sistema solar fiable que pot proporcionar anys de servei segur.
Gran abast i rendiment
Un BMS ajuda a gestionar la capacitat de les unitats individuals del paquet de bateries. Assegura que s'aconsegueixi una capacitat òptima del paquet de bateries. Un BMS té en compte les variacions d'autodescàrrega, temperatura i desgast general, que podrien fer que un paquet de bateries sigui inútil si no es controla.
Diagnòstic i comunicació externa
Un BMS permet la monitorització contínua i en temps real d'una bateria. Basant-se en l'ús actual, proporciona estimacions fiables de l'estat de la bateria i la seva vida útil prevista. La informació de diagnòstic proporcionada també garanteix que qualsevol problema important es detecti aviat abans que esdevingui desastrós. Des d'un punt de vista financer, pot ajudar a garantir una planificació adequada per a la substitució de la bateria.
Costos reduïts a llarg termini
Un BMS té un cost inicial elevat, a més de l'alt cost d'una bateria nova. Tanmateix, la supervisió resultant i la protecció que proporciona el BMS garanteixen costos reduïts a llarg termini.
Resum
Un sistema de gestió de bateries BMS és una eina potent i eficaç que pot ajudar els propietaris de sistemes solars a entendre com funciona el seu banc de bateries. També pot ajudar a prendre decisions financeres encertades alhora que millora la seguretat, la longevitat i la fiabilitat d'un paquet de bateries. El resultat és que els propietaris d'un BMS per a bateries de liti treuen el màxim profit dels seus diners.
