Et BMS-batteristyringssystem er et kraftig verktøy for å forbedre levetiden til batteriene i et solcelleanlegg. BMS-batteristyringssystemet bidrar også til å sikre at batteriene er trygge og pålitelige. Nedenfor finner du en detaljert forklaring av et BMS-system og fordelene brukerne får.
Hvordan et BMS-system fungerer
Et BMS-system for litiumbatterier bruker en spesialisert datamaskin og sensorer for å regulere hvordan batteriet fungerer. Sensorene tester temperatur, ladehastighet, batterikapasitet og mer. En datamaskin innebygd i BMS-systemet foretar deretter beregninger som regulerer lading og utlading av batteriet. Målet er å forbedre levetiden til solcellebatterilagringssystemet samtidig som det sikrer at det er trygt og pålitelig å bruke.
Komponentene i et batteristyringssystem
Et BMS-batteristyringssystem består av flere nøkkelkomponenter som jobber sammen for å gi optimal ytelse fra batteripakken. Komponentene er:
Batterilader
En lader mater strøm til batteripakken med riktig spenning og strømningshastighet for å sikre at den lades optimalt.
Batterimonitor
Batterimonitoren er en serie sensorer som overvåker batterienes tilstand og annen viktig informasjon som ladestatus og temperatur.
Batterikontroller
Kontrolleren styrer lading og utlading av batteripakken. Den sørger for at strømmen kommer inn og ut av batteripakken optimalt.
Kontakter
Disse kontaktene kobler sammen BMS-systemet, batteriene, inverteren og solcellepanelet. De sikrer at BMS-systemet har tilgang til all informasjon fra solcellesystemet.
Funksjonene til et BMS-batteristyringssystem
Hvert BMS-system for litiumbatterier har sine unike funksjoner. De to viktigste funksjonene er imidlertid å beskytte og administrere batteripakkens kapasitet. Batteripakkens beskyttelse oppnås ved å sikre elektrisk beskyttelse og termisk beskyttelse.
Elektrisk beskyttelse betyr at batteristyringssystemet vil slå seg av hvis det sikre driftsområdet (SOA) overskrides. Termisk beskyttelse kan være aktiv eller passiv temperaturregulering for å holde batteripakken innenfor SOA.
Når det gjelder batterikapasitetsstyring, er BMS-systemet for litiumbatterier utformet for å maksimere kapasiteten. En batteripakke vil til slutt bli ubrukelig hvis kapasitetsstyring ikke utføres.
Kravet til kapasitetsstyring er at hvert batteri i en batteripakke har litt ulik ytelse. Disse ytelsesforskjellene er mest merkbare i lekkasjerater. Når en batteripakke er ny, kan den yte optimalt. Over tid øker imidlertid forskjellen i battericellens ytelse. Følgelig kan det føre til ytelsesskade. Resultatet er utrygge driftsforhold for hele batteripakken.
Kort sagt, BMS-batteristyringssystemet fjerner ladingen fra de mest ladede cellene, noe som forhindrer overlading. Det lar også de mindre ladede cellene motta mer ladestrøm.
Et BMS for litiumbatterier vil også omdirigere deler av eller nesten all ladestrømmen rundt de ladede cellene. Følgelig mottar de mindre ladede cellene ladestrøm over en lengre periode.
Uten et BMS-batteristyringssystem vil cellene som lades først fortsette å lade, noe som kan føre til overoppheting. Selv om litiumbatterier gir utmerket ytelse, har de et problem med overoppheting når det leveres for mye strøm. Overoppheting av et litiumbatteri forringer ytelsen betraktelig. I verste fall kan det føre til at hele batteripakken svikter.
Typer BMS for litiumbatterier
Batteristyringssystemer kan være enkle eller svært komplekse for ulike bruksområder og teknologier. Alle har imidlertid som mål å ta vare på batteripakken. De vanligste kategoriseringene er:
Sentraliserte BMS-systemer
Et sentralisert BMS for litiumbatterier bruker et enkelt BMS-batteristyringssystem for batteripakken. Alle batteriene er koblet direkte til BMS-en. Hovedfordelen med dette systemet er at det er kompakt. I tillegg er det rimeligere.
Den største ulempen er at siden alle batterier kobles direkte til BMS-enheten, krever det mange porter for å koble til batteripakken. Resultatet er mye ledninger, kontakter og kabler. I en stor batteripakke kan dette komplisere vedlikehold og feilsøking.
Modulær BMS for litiumbatterier
I likhet med et sentralisert BMS er det modulære systemet koblet til en dedikert del av batteripakken. Modulene i BMS-enhetene er noen ganger koblet til en primærmodul som overvåker ytelsen deres. Hovedfordelen er at feilsøking og vedlikehold forenkles. Ulempen er imidlertid at et modulært batteristyringssystem koster mer.
Aktive BMS-systemer
Et aktivt BMS-batteristyringssystem overvåker batteripakkens spenning, strøm og kapasitet. Det bruker denne informasjonen til å kontrollere lading og utlading av systemet for å sikre at batteripakken er trygg å bruke, og at den gjør det på optimale nivåer.
Passive BMS-systemer
Et passivt BMS for litiumbatterier vil ikke overvåke strøm og spenning. I stedet er det avhengig av en enkel timer for å regulere lade- og utladningshastigheten til batteripakken. Selv om det er et mindre effektivt system, koster det mye mindre å anskaffe.
Fordelene ved å bruke et BMS-batteristyringssystem
Et batterilagringssystem kan bestå av noen få eller hundrevis av litiumbatterier. Et slikt batterilagringssystem kan ha en spenningsklassifisering på opptil 800 V og en strømstyrke på 300 A eller mer.
Feilhåndtering av en slik høyspenningspakke kan føre til alvorlige katastrofer. Derfor er det viktig å installere et BMS-batteristyringssystem for å kunne bruke batteripakken på en sikker måte. De viktigste fordelene med et BMS for litiumbatterier kan beskrives som følger:
Sikker drift
Det er viktig å sikre sikker drift av en mellomstor eller stor batteripakke. Imidlertid har selv små enheter som telefoner vist seg å kunne ta fyr hvis et skikkelig batteristyringssystem ikke er installert.
Forbedret pålitelighet og levetid
Et batteristyringssystem sikrer at cellene i batteripakken brukes innenfor trygge driftsparametere. Resultatet er at batteriene er beskyttet mot aggressiv lading og utlading, noe som fører til et pålitelig solcellesystem som kan gi mange års pålitelig tjeneste.
Stor rekkevidde og ytelse
Et BMS bidrar til å styre kapasiteten til de enkelte enhetene i batteripakken. Det sikrer at optimal batteripakkekapasitet oppnås. Et BMS tar hensyn til variasjoner i selvutlading, temperatur og generell slitasje, som kan gjøre en batteripakke ubrukelig hvis den ikke kontrolleres.
Diagnostikk og ekstern kommunikasjon
Et BMS muliggjør kontinuerlig overvåking av en batteripakke i sanntid. Basert på gjeldende bruk gir det pålitelige estimater av batteriets tilstand og forventede levetid. Den diagnostiske informasjonen som gis, sikrer også at eventuelle større problemer oppdages tidlig før de blir katastrofale. Fra et økonomisk synspunkt kan det bidra til å sikre riktig planlegging for utskifting av pakken.
Reduserte kostnader på lang sikt
Et BMS har en høy startkostnad i tillegg til den høye kostnaden for en ny batteripakke. Den resulterende oversikten og beskyttelsen som BMS gir, sikrer imidlertid reduserte kostnader på lang sikt.
Sammendrag
Et BMS-batteristyringssystem er et kraftig og effektivt verktøy som kan hjelpe eiere av solcelleanlegg med å forstå hvordan batteribanken deres fungerer. Det kan også bidra til å ta gode økonomiske beslutninger samtidig som det forbedrer batteripakkens sikkerhet, levetid og pålitelighet. Resultatet er at eiere av et BMS for litiumbatterier får mest mulig ut av pengene sine.
