Ett BMS-batterihanteringssystem är ett kraftfullt verktyg för att förbättra livslängden på ett solcellssystems batterier. BMS-batterihanteringssystemet hjälper också till att säkerställa att batterierna är säkra och tillförlitliga. Nedan följer en detaljerad förklaring av ett BMS-system och de fördelar användarna får.
Hur ett BMS-system fungerar
Ett BMS-system för litiumbatterier använder en specialiserad dator och sensorer för att reglera batteriets funktion. Sensorerna mäter temperatur, laddningshastighet, batterikapacitet med mera. En dator inbyggd i BMS-systemet gör sedan beräkningar som reglerar batteriets laddning och urladdning. Målet är att förbättra livslängden på solcellsbatterilagringssystemet samtidigt som det säkerställer att det är säkert och tillförlitligt att använda.
Komponenterna i ett batterihanteringssystem
Ett BMS-batterihanteringssystem består av flera viktiga komponenter som arbetar tillsammans för att ge optimal prestanda från batteripaketet. Komponenterna är:
Batteriladdare
En laddare matar batteripaketet med rätt spänning och flödeshastighet för att säkerställa att det laddas optimalt.
Batteriövervakning
Batteriövervakningen är en uppsättning sensorer som övervakar batteriernas hälsa och annan viktig information som laddningsstatus och temperatur.
Batteristyrenhet
Styrenheten hanterar laddning och urladdning av batteriet. Den säkerställer att strömmen kommer in i och lämnar batteriet optimalt.
Kontakter
Dessa kontakter ansluter BMS-systemet, batterierna, växelriktaren och solpanelen. Det säkerställer att BMS-systemet har tillgång till all information från solsystemet.
Funktionerna hos ett BMS-batterihanteringssystem
Varje BMS för litiumbatterier har sina unika egenskaper. Dess två viktigaste funktioner är dock att skydda och hantera batteripaketets kapacitet. Batteripaketets skydd uppnås genom att säkerställa elektriskt skydd och termiskt skydd.
Elektriskt skydd innebär att batterihanteringssystemet stängs av om det säkra driftområdet (SOA) överskrids. Termiskt skydd kan vara aktiv eller passiv temperaturreglering för att hålla batteripaketet inom dess SOA.
När det gäller batterikapacitetshantering är BMS för litiumbatterier utformat för att maximera kapaciteten. Ett batteripaket kommer så småningom att bli oanvändbart om kapacitetshantering inte utförs.
Kravet för kapacitetshantering är att varje batteri i ett batteripaket har något olika prestanda. Dessa prestandaskillnader är mest märkbara i läckagefrekvenser. När ett batteripaket är nytt kan det fungera optimalt. Men med tiden ökar skillnaden i battericellernas prestanda. Följaktligen kan det leda till prestandaskador. Resultatet blir osäkra driftsförhållanden för hela batteripaketet.
Sammanfattningsvis tar BMS-batterihanteringssystemet bort laddningen från de mest laddade cellerna, vilket förhindrar överladdning. Det gör det också möjligt för de mindre laddade cellerna att få mer laddningsström.
Ett BMS för litiumbatterier kommer också att omdirigera en del av eller nästan all laddningsströmmen runt de laddade cellerna. Följaktligen får de mindre laddade cellerna laddningsström under en längre period.
Utan ett BMS-batterihanteringssystem skulle de celler som laddas först fortsätta att laddas, vilket kan leda till överhettning. Litiumbatterier erbjuder utmärkt prestanda, men de har problem med överhettning när för mycket ström levereras. Överhettning av ett litiumbatteri försämrar dess prestanda avsevärt. I värsta fall kan det leda till att hela batteripaketet slutar fungera.
Typer av BMS för litiumbatterier
Batterihanteringssystem kan vara enkla eller mycket komplexa för olika användningsområden och tekniker. Alla syftar dock till att ta hand om batteripaketet. De vanligaste kategoriseringarna är:
Centraliserade BMS-system
Ett centraliserat BMS för litiumbatterier använder ett enda BMS-batterihanteringssystem för batteripaketet. Alla batterier är direkt anslutna till BMS:en. Den största fördelen med detta system är att det är kompakt. Dessutom är det mer prisvärt.
Dess största nackdel är att eftersom alla batterier ansluts direkt till BMS-enheten krävs det många portar för att ansluta till batteripaketet. Resultatet blir mycket sladdar, kontakter och kablar. I ett stort batteripaket kan detta komplicera underhåll och felsökning.
Modulär BMS för litiumbatterier
Precis som ett centraliserat BMS är det modulära systemet anslutet till en dedikerad del av batteripaketet. BMS-enheterna är ibland anslutna till en primärmodul som övervakar deras prestanda. Den största fördelen är att felsökning och underhåll förenklas. Nackdelen är dock att ett modulärt batterihanteringssystem kostar mer.
Aktiva BMS-system
Ett aktivt BMS-batterihanteringssystem övervakar batteriets spänning, ström och kapacitet. Det använder denna information för att styra laddning och urladdning av systemet för att säkerställa att batteriet är säkert att använda och gör det på optimala nivåer.
Passiva BMS-system
Ett passivt BMS för litiumbatterier övervakar inte ström och spänning. Istället förlitar det sig på en enkel timer för att reglera batteripaketets laddnings- och urladdningshastighet. Även om det är ett mindre effektivt system kostar det mycket mindre att anskaffa.
Fördelarna med att använda ett BMS-batterihanteringssystem
Ett batterilagringssystem kan bestå av några få eller hundratals litiumbatterier. Ett sådant batterilagringssystem kan ha en spänning på upp till 800 V och en strömstyrka på 300 A eller mer.
Felaktig hantering av ett sådant högspänningspaket kan leda till allvarliga katastrofer. Därför är det viktigt att installera ett BMS-batterihanteringssystem för att batteripaketet ska kunna användas på ett säkert sätt. De viktigaste fördelarna med ett BMS för litiumbatterier kan anges enligt följande:
Säker drift
Det är viktigt att säkerställa säker drift av ett medelstort eller stort batteripaket. Men även små enheter som telefoner har visat sig kunna fatta eld om ett korrekt batterihanteringssystem inte är installerat.
Förbättrad tillförlitlighet och livslängd
Ett batterihanteringssystem säkerställer att cellerna i batteripaketet används inom säkra driftsparametrar. Resultatet är att batterierna skyddas från aggressiv laddning och urladdning, vilket leder till ett pålitligt solcellssystem som kan ge många års pålitlig drift.
Bra räckvidd och prestanda
Ett BMS hjälper till att hantera kapaciteten hos de enskilda enheterna i batteripaketet. Det säkerställer att optimal batterikapacitet uppnås. Ett BMS tar hänsyn till variationer i självurladdning, temperatur och allmänt slitage, vilket kan göra ett batteripaket oanvändbart om det inte kontrolleras.
Diagnostik och extern kommunikation
Ett BMS möjliggör kontinuerlig övervakning av ett batteripaket i realtid. Baserat på aktuell användning ger det tillförlitliga uppskattningar av batteriets hälsa och förväntade livslängd. Den diagnostiska informationen som tillhandahålls säkerställer också att eventuella större problem upptäcks tidigt innan de blir katastrofala. Ur ekonomisk synvinkel kan det bidra till att säkerställa korrekt planering för utbyte av paketet.
Minskade kostnader på lång sikt
Ett BMS har en hög initialkostnad utöver den höga kostnaden för ett nytt batteripaket. Den resulterande tillsynen och det skydd som BMS ger säkerställer dock minskade kostnader på lång sikt.
Sammanfattning
Ett BMS-batterihanteringssystem är ett kraftfullt och effektivt verktyg som kan hjälpa ägare av solsystem att förstå hur deras batteribank fungerar. Det kan också hjälpa till att fatta sunda ekonomiska beslut samtidigt som det förbättrar batteripaketets säkerhet, livslängd och tillförlitlighet. Resultatet är att ägare av ett BMS för litiumbatterier får ut det mesta av sina pengar.
