Funkcja systemów zarządzania akumulatorami (BMS) w zapobieganiu awariom elektrycznym akumulatorów

W ciągu ostatnich kilku lat nastąpił ogromny postęp w technologii akumulatorów, a akumulatory litowe są preferowaną opcją do różnych zastosowań. Zastosowania te obejmują magazynowanie energii odnawialnej, rozwiązania zasilania dla statków i kamperów i wiele innych. Z drugiej strony System zarządzania akumulatorem (BMS) jest istotnym elementem systemu akumulatorowego, niezbędnym do osiągnięcia maksymalnej wydajności i bezpieczeństwa. System BMS monitoruje i zarządza szeregiem czynników związanych z funkcjonowaniem akumulatora, zapewniając jego efektywne i niezawodne działanie. Użytkownicy mogą uniknąć awarii akumulatorów i wydłużyć ich żywotność poprzez zrozumienie ich przeznaczenia.

Skrót "BMS" oznacza "system zarządzania baterią".

Termin "system zarządzania akumulatorem" odnosi się do zintegrowanego systemu elektronicznego, który jest specjalnie przeznaczony do kontroli i ochrony akumulatorów litowych. Aby zapewnić, że system działa z pełnym potencjałem, bacznie obserwuje istotne czynniki, w tym napięcie, prąd, temperaturę i stan naładowania. Przeładowanie, głębokie rozładowanie, przegrzanie i inne zmienne, które mogą prowadzić do degeneracji lub awarii baterii, są chronione przez system zarządzania baterią (BMS), który działa jako zabezpieczenie.

Najważniejsze role, jakie system zarządzania baterią odgrywa w zapobieganiu awariom baterii. System BMS wykonuje wiele krytycznych zadań, które współpracują ze sobą w celu monitorowania wydajności, ochrony przed uszkodzeniami i zapewnienia długoterminowej niezawodności. Poniżej przedstawiono niektóre z najważniejszych aspektów, które to umożliwiają:

1. Ochrona przed przeładowaniem i nadmiernym rozładowaniem

Przeładowanie akumulatora może generować nadmierną akumulację ciepła, prowadząc do pogorszenia stanu ogniw i możliwych problemów z bezpieczeństwem. Z kolei silne rozładowanie może uszkodzić ogniwa akumulatora, ograniczając ich pojemność i żywotność. System BMS pozwala uniknąć tych problemów, kontrolując cykle ładowania i rozładowania, zapewniając pracę akumulatora w bezpiecznym zakresie napięcia.

2. Monitorowanie temperatury i zarządzanie temperaturą

Wahania temperatury mogą drastycznie wpłynąć na wydajność akumulatora. Wysokie temperatury sprzyjają starzeniu się akumulatora, podczas gdy bardzo niskie temperatury pogarszają jego wydajność. System BMS stale monitoruje temperaturę akumulatora i w niektórych systemach może aktywować urządzenia chłodzące lub zmieniać szybkość ładowania, aby uniknąć niekontrolowanego wzrostu temperatury i wydłużyć żywotność akumulatora.

3. Równoważenie komórek w celu uzyskania jednolitej wydajności

Akumulatory litowe składają się z wielu ogniw, które muszą funkcjonować w harmonii. Z biegiem czasu różnice w poziomach naładowania ogniw mogą prowadzić do braku równowagi, przez co niektóre ogniwa rozpadają się szybciej niż inne. System BMS aktywnie równoważy poziom naładowania wszystkich ogniw, zapobiegając przeciążeniu słabych ogniw i gwarantując stałą wydajność.

4. Zabezpieczenie zwarciowe i nadprądowe

Zwarcia i wysoki pobór prądu mogą uszkodzić akumulator i stanowić zagrożenie dla bezpieczeństwa. System BMS monitoruje nieprawidłowe poziomy prądu i może odłączyć akumulator, aby uniknąć uszkodzeń. Ta cecha jest szczególnie przydatna w aplikacjach o zmiennym zapotrzebowaniu na energię, takich jak magazynowanie energii słonecznej i samochody elektryczne.

5. Szacowanie stanu naładowania (SOC) i stanu zdrowia (SOH)

Dokładna identyfikacja pozostałego poziomu naładowania baterii i jej ogólnego stanu ma kluczowe znaczenie dla niezawodnego działania. System BMS oblicza SOC, aby zapewnić użytkownikom informacje o poziomie naładowania baterii w czasie rzeczywistym, pomagając uniknąć nieoczekiwanej utraty zasilania. Dodatkowo bada on SOH, aby zidentyfikować wczesne wskaźniki spadku pojemności, umożliwiając konserwację zapobiegawczą przed wystąpieniem awarii.

6. Komunikacja z systemami zewnętrznymi

Nowoczesne urządzenia BMS zazwyczaj zawierają funkcje komunikacyjne, które umożliwiają interakcję z oprogramowaniem monitorującym, sterownikami i innymi systemami zarządzania energią. Zapewnia to zdalne monitorowanie, raportowanie diagnostyczne i automatyczne alarmy, gwarantując użytkownikom możliwość podjęcia szybkich działań w celu uniknięcia problemów.