Um sistema de gerenciamento de baterias BMS é uma ferramenta poderosa para aumentar a vida útil das baterias de um sistema solar. O sistema de gerenciamento de baterias BMS também ajuda a garantir que as baterias sejam seguras e confiáveis. Abaixo, você encontrará uma explicação detalhada de um sistema BMS e dos benefícios que os usuários obtêm.
Como funciona um sistema BMS
Um BMS para baterias de lítio utiliza um computador especializado e sensores para regular o funcionamento da bateria. Os sensores testam a temperatura, a taxa de carga, a capacidade da bateria e muito mais. Um computador integrado ao sistema BMS realiza cálculos que regulam o carregamento e o descarregamento da bateria. Seu objetivo é aumentar a vida útil do sistema de armazenamento de baterias solares, garantindo sua segurança e confiabilidade.
Os componentes de um sistema de gerenciamento de bateria
Um sistema de gerenciamento de bateria BMS compreende vários componentes-chave que trabalham em conjunto para proporcionar o desempenho ideal da bateria. Os componentes são:
Carregador de bateria
Um carregador fornece energia à bateria na voltagem e vazão corretas para garantir que ela esteja carregada de forma ideal.
Monitor de bateria
O monitor de bateria é um conjunto de sensores que monitoram a saúde das baterias e outras informações cruciais, como o status de carga e a temperatura.
Controlador de bateria
O controlador gerencia a carga e a descarga da bateria. Ele garante que a energia entre e saia da bateria de forma otimizada.
Conectores
Esses conectores conectam o sistema BMS, as baterias, o inversor e o painel solar. Eles garantem que o BMS tenha acesso a todas as informações do sistema solar.
Os recursos de um sistema de gerenciamento de bateria BMS
Cada BMS para baterias de lítio possui características únicas. No entanto, suas duas características mais importantes são a proteção e o gerenciamento da capacidade da bateria. A proteção da bateria é alcançada garantindo a proteção elétrica e a proteção térmica.
Proteção elétrica significa que o sistema de gerenciamento da bateria será desligado se a área de operação segura (SOA) for excedida. A proteção térmica pode ser regulada de temperatura ativa ou passiva para manter a bateria dentro de sua SOA.
Em relação ao gerenciamento da capacidade da bateria, o BMS para baterias de lítio foi projetado para maximizar a capacidade. Uma bateria acabará se tornando inútil se o gerenciamento da capacidade não for realizado.
O requisito para o gerenciamento de capacidade é que cada bateria em um conjunto de baterias tenha um desempenho ligeiramente diferente. Essas diferenças de desempenho são mais notáveis nas taxas de vazamento. Quando nova, uma bateria pode ter um desempenho ideal. No entanto, com o tempo, a diferença no desempenho das células da bateria aumenta. Consequentemente, isso pode levar a danos no desempenho. O resultado são condições operacionais inseguras para todo o conjunto de baterias.
Em resumo, o sistema de gerenciamento de bateria BMS removerá a carga das células mais carregadas, o que evita sobrecarga. Também permite que as células menos carregadas recebam mais corrente de carga.
Um BMS para baterias de lítio também redirecionará parte ou quase toda a corrente de carga ao redor das células carregadas. Consequentemente, as células menos carregadas recebem corrente de carga por um período mais longo.
Sem um sistema de gerenciamento de bateria BMS, as células que carregam primeiro continuariam carregando, o que poderia levar ao superaquecimento. Embora as baterias de lítio ofereçam excelente desempenho, elas apresentam o problema de superaquecimento quando é fornecida corrente excessiva. O superaquecimento de uma bateria de lítio degrada significativamente seu desempenho. Na pior das hipóteses, pode levar à falha de todo o conjunto de baterias.
Tipos de BMS para baterias de lítio
Os sistemas de gerenciamento de baterias podem ser simples ou altamente complexos para diferentes casos de uso e tecnologias. No entanto, todos eles visam cuidar da bateria. As categorias mais comuns são:
Sistemas BMS centralizados
Um BMS centralizado para baterias de lítio utiliza um único sistema de gerenciamento de baterias BMS para o conjunto de baterias. Todas as baterias são conectadas diretamente ao BMS. A principal vantagem desse sistema é que ele é compacto. Além disso, é mais acessível.
Sua principal desvantagem é que, como todas as baterias se conectam diretamente à unidade BMS, são necessárias muitas portas para conectar-se ao conjunto de baterias. O resultado é uma grande quantidade de fios, conectores e cabeamento. Em um conjunto de baterias grande, isso pode complicar a manutenção e a solução de problemas.
BMS modular para baterias de lítio
Assim como um BMS centralizado, o sistema modular é conectado a uma parte dedicada do conjunto de baterias. As unidades BMS modulares às vezes são conectadas a um módulo primário que monitora seu desempenho. A principal vantagem é que a solução de problemas e a manutenção são mais simplificadas. No entanto, a desvantagem é que um sistema modular de gerenciamento de baterias custa mais.
Sistemas BMS ativos
Um sistema de gerenciamento de bateria BMS ativo monitora a tensão, a corrente e a capacidade da bateria. Ele usa essas informações para controlar a carga e a descarga do sistema, garantindo que a bateria esteja segura para operar e em níveis ideais.
Sistemas BMS passivos
Um BMS passivo para baterias de lítio não monitora a corrente e a tensão. Em vez disso, ele depende de um temporizador simples para regular a taxa de carga e descarga da bateria. Embora seja um sistema menos eficiente, seu custo de aquisição é muito menor.
Os benefícios de usar um sistema de gerenciamento de bateria BMS
Um sistema de armazenamento de bateria pode ser composto por algumas ou centenas de baterias de lítio. Tal sistema de armazenamento de bateria pode ter uma tensão nominal de até 800 V e uma corrente de 300 A ou mais.
O gerenciamento incorreto de um conjunto de baterias de alta tensão pode levar a desastres graves. Portanto, a instalação de um sistema de gerenciamento de baterias BMS é importante para operar o conjunto de baterias com segurança. Os principais benefícios de um BMS para baterias de lítio podem ser descritos a seguir:
Operação segura
É essencial garantir a operação segura de baterias de médio ou grande porte. No entanto, sabe-se que até mesmo unidades pequenas, como telefones, podem pegar fogo se um sistema adequado de gerenciamento de bateria não for instalado.
Maior confiabilidade e vida útil
Um sistema de gerenciamento de bateria garante que as células do conjunto de baterias sejam utilizadas dentro de parâmetros operacionais seguros. O resultado é que as baterias são protegidas contra cargas e descargas agressivas, resultando em um sistema solar confiável que pode fornecer anos de serviço contínuo.
Grande alcance e desempenho
Um BMS ajuda a gerenciar a capacidade das unidades individuais no conjunto de baterias. Ele garante que a capacidade ideal do conjunto de baterias seja alcançada. Um BMS leva em conta as variações na autodescarga, temperatura e desgaste geral, que podem tornar um conjunto de baterias inútil se não forem controladas.
Diagnóstico e Comunicação Externa
Um BMS permite o monitoramento contínuo e em tempo real de uma bateria. Com base no uso atual, ele fornece estimativas confiáveis da saúde e da vida útil esperada da bateria. As informações de diagnóstico fornecidas também garantem que qualquer problema grave seja detectado precocemente, antes que se torne desastroso. Do ponto de vista financeiro, pode ajudar a garantir um planejamento adequado para a substituição da bateria.
Custos reduzidos a longo prazo
Um BMS tem um alto custo inicial, além do alto custo de uma bateria nova. No entanto, a supervisão e a proteção proporcionadas pelo BMS garantem custos reduzidos a longo prazo.
Resumo
Um sistema de gerenciamento de baterias BMS é uma ferramenta poderosa e eficaz que pode ajudar os proprietários de sistemas solares a entender como seu banco de baterias funciona. Também pode ajudar a tomar decisões financeiras acertadas, ao mesmo tempo em que melhora a segurança, a longevidade e a confiabilidade de uma bateria. O resultado é que os proprietários de um BMS para baterias de lítio aproveitam ao máximo seu dinheiro.
