Systém správy baterií BMS je účinný nástroj pro prodloužení životnosti baterií solárního systému. Systém správy baterií BMS také pomáhá zajistit bezpečnost a spolehlivost baterií. Níže je uveden podrobný popis systému BMS a výhod, které uživatelé získají.
Jak funguje systém BMS
Systém BMS pro lithiové baterie využívá specializovaný počítač a senzory k regulaci fungování baterie. Senzory testují teplotu, rychlost nabíjení, kapacitu baterie a další parametry. Počítač integrovaný do systému BMS poté provádí výpočty, které regulují nabíjení a vybíjení baterie. Jeho cílem je prodloužit životnost solárního systému pro ukládání energie do baterií a zároveň zajistit jeho bezpečný a spolehlivý provoz.
Součásti systému správy baterií
Systém správy baterií BMS se skládá z několika klíčových komponent, které spolupracují na zajištění optimálního výkonu bateriového bloku. Mezi tyto komponenty patří:
Nabíječka baterií
Nabíječka dodává energii do bateriového bloku správným napětím a průtokem, aby bylo zajištěno jeho optimální nabití.
Monitor baterie
Monitor baterie je sada senzorů, které monitorují stav baterie a další důležité informace, jako je stav nabíjení a teplota.
Ovladač baterie
Řídicí jednotka řídí nabíjení a vybíjení bateriového bloku. Zajišťuje optimální vstup a výstup energie z bateriového bloku.
Konektory
Tyto konektory propojují systém BMS, baterie, střídač a solární panel. Zajišťují, aby systém BMS měl přístup ke všem informacím ze solárního systému.
Vlastnosti systému správy baterií BMS
Každý systém BMS pro lithiové baterie má své jedinečné vlastnosti. Jeho dvěma nejdůležitějšími funkcemi jsou však ochrana a správa kapacity bateriového bloku. Ochrana bateriového bloku je dosažena zajištěním elektrické ochrany a tepelné ochrany.
Elektrická ochrana znamená, že systém správy baterií se vypne, pokud je překročena bezpečná provozní oblast (SOA). Tepelná ochrana může být aktivní nebo pasivní regulací teploty, aby se bateriový blok udržel v rámci své SOA.
Pokud jde o správu kapacity baterií, systém BMS pro lithiové baterie je navržen tak, aby maximalizoval kapacitu. Pokud se neprovádí správa kapacity, bateriový blok se nakonec stane nepoužitelným.
Požadavek na řízení kapacity spočívá v tom, že každá baterie v bateriovém bloku má mírně odlišný výkon. Tyto rozdíly ve výkonu se projevují nejvýrazněji v míře úniku. Nový bateriový blok může fungovat optimálně. Postupem času se však rozdíl ve výkonu článků baterie zvětšuje. V důsledku toho může dojít k poškození výkonu. Výsledkem jsou nebezpečné provozní podmínky pro celý bateriový blok.
Stručně řečeno, systém správy baterií BMS odebere náboj z nejvíce nabitých článků, což zabraňuje přebíjení. Zároveň umožňuje méně nabitým článkům přijímat větší nabíjecí proud.
Systém BMS pro lithiové baterie také přesměruje část nebo téměř veškerý nabíjecí proud kolem nabitých článků. V důsledku toho méně nabité články přijímají nabíjecí proud po delší dobu.
Bez systému správy baterií BMS by se články, které se nabíjejí jako první, dále nabíjely, což by mohlo vést k přehřátí. Lithiové baterie sice nabízejí vynikající výkon, ale při dodávání nadměrného proudu mají problém s přehřátím. Přehřátí lithiové baterie výrazně snižuje její výkon. V nejhorším případě může vést k selhání celé baterie.
Typy BMS pro lithiové baterie
Systémy správy baterií mohou být pro různé případy použití a technologie jednoduché nebo velmi složité. Všechny se však zaměřují na péči o bateriové bloky. Nejběžnější kategorizace jsou:
Centralizované systémy BMS
Centralizovaný systém BMS pro lithiové baterie využívá jeden systém správy baterií BMS pro celý bateriový blok. Všechny baterie jsou připojeny přímo k systému BMS. Hlavní výhodou tohoto systému je jeho kompaktnost. Navíc je cenově dostupnější.
Jeho hlavní nevýhodou je, že jelikož se všechny baterie připojují přímo k jednotce BMS, vyžaduje pro připojení k bateriovému bloku mnoho portů. Výsledkem je velké množství vodičů, konektorů a kabeláže. U velkého bateriového bloku to může komplikovat údržbu a řešení problémů.
Modulární BMS pro lithiové baterie
Stejně jako centralizovaný systém BMS je modulární systém připojen k vyhrazené části bateriového bloku. Modulární jednotky BMS jsou někdy připojeny k primárnímu modulu, který monitoruje jejich výkon. Hlavní výhodou je, že řešení problémů a údržba jsou jednodušší. Nevýhodou je však vyšší cena modulárního systému správy baterií.
Aktivní systémy BMS
Aktivní systém správy baterií BMS monitoruje napětí, proud a kapacitu bateriového bloku. Tyto informace využívá k řízení nabíjení a vybíjení systému, aby zajistil bezpečný provoz bateriového bloku a jeho optimální úroveň.
Pasivní systémy BMS
Pasivní systém BMS pro lithiové baterie nemonitoruje proud a napětí. Místo toho se spoléhá na jednoduchý časovač, který reguluje rychlost nabíjení a vybíjení baterie. I když se jedná o méně efektivní systém, jeho pořízení je mnohem levnější.
Výhody používání systému správy baterií BMS
Systém bateriového úložiště může obsahovat několik nebo stovky lithiových baterií. Takový systém bateriového úložiště by mohl mít jmenovité napětí až 800 V a proud 300 A nebo více.
Nesprávné zacházení s takovým vysokonapěťovým akumulátorem by mohlo vést k vážným katastrofám. Instalace systému správy baterií BMS je proto důležitá pro bezpečný provoz akumulátoru. Hlavní výhody systému BMS pro lithiové baterie lze uvést následovně:
Bezpečný provoz
Je nezbytné zajistit bezpečný provoz středně velkých nebo velkých baterií. Je však známo, že i malé jednotky, jako jsou telefony, se mohou vznítit, pokud není nainstalován správný systém správy baterií.
Zvýšená spolehlivost a životnost
Systém správy baterií zajišťuje, že články v bateriovém bloku jsou používány v rámci bezpečných provozních parametrů. Výsledkem je, že baterie jsou chráněny před agresivním nabíjením a vybíjením, což vede ke spolehlivému solárnímu systému, který může poskytovat roky spolehlivého provozu.
Skvělý dojezd a výkon
Systém BMS pomáhá řídit kapacitu jednotlivých jednotek v bateriovém bloku. Zajišťuje dosažení optimální kapacity bateriového bloku. BMS zohledňuje změny v samovybíjení, teplotě a celkovém opotřebení, které by mohly bateriový blok bez kontroly učinit nepoužitelným.
Diagnostika a externí komunikace
Systém BMS umožňuje nepřetržité monitorování bateriového bloku v reálném čase. Na základě aktuálního používání poskytuje spolehlivé odhady stavu baterie a očekávané životnosti. Poskytované diagnostické informace také zajišťují, že jakýkoli závažný problém je odhalen včas, než se stane katastrofálním. Z finančního hlediska může pomoci zajistit řádné plánování výměny bloku.
Snížené náklady v dlouhodobém horizontu
Systém BMS je spojen s vysokými počátečními náklady, které se přidávají k vysokým nákladům na novou baterii. Výsledný dohled a ochrana poskytovaná systémem BMS však zajišťují dlouhodobě nižší náklady.
Shrnutí
Systém správy baterií BMS je výkonný a efektivní nástroj, který může majitelům solárních systémů pomoci pochopit, jak jejich bateriová banka funguje. Může také pomoci činit správná finanční rozhodnutí a zároveň zlepšit bezpečnost, životnost a spolehlivost bateriového bloku. Výsledkem je, že majitelé BMS pro lithiové baterie vytěží ze svých peněz maximum.
