El sistema de gestión de batería se aplica principalmente a baterías de litiotradicional Baterías de Plomo-Ácido Su vida útil es limitada y su bajo precio no es adecuado para sistemas de gestión de baterías. Un sistema de gestión de baterías es un tipo de equipo electrónico que gestiona baterías recargables. Este sistema puede garantizar el uso seguro de las baterías y prolongar su vida útil en aplicaciones prácticas. Además, monitorea y evalúa su estado, como el SOC (la cantidad de energía almacenada), proporciona protección, optimiza continuamente su rendimiento, genera informes de datos, controla el entorno y verifica la identidad.
Las funciones de supervisión y control de un sistema de gestión de baterías se aplican generalmente a celdas o paquetes de baterías individuales, denominados módulos, dentro de un conjunto de baterías. Las baterías de iones de litio tienen una alta densidad energética y se utilizan en numerosos dispositivos, como teléfonos móviles, ordenadores y vehículos eléctricos, y son la opción estándar para los paquetes de baterías modulares de estos productos.
¿Cómo funcionan los sistemas de gestión de baterías?
No existe un estándar fijo o único para el sistema de gestión de baterías, la consideración principal es el costo del paquete de baterías, la complejidad, el tamaño, la aplicación de la batería, la vida útil, etc. Hay muchas funciones del sistema de gestión de baterías, para el paquete de baterías, la protección del paquete de baterías dice que la función principal es trabajar a través del sistema de gestión de baterías con múltiples sensores dentro del sistema de gestión de baterías, y luego los datos del sensor se transmitirá al BMS (sistema de gestión de batería).
1. Detección del estado de la batería
BMS (sistema de gestión de batería) puede detectar el estado de la batería, como el voltaje total de la batería, el voltaje de cada celda, el voltaje del conector, la temperatura promedio de la batería, la temperatura de la entrada y salida del refrigerante, la temperatura de la celda individual, el flujo de corriente, etc., para proteger la batería y prolongar su vida útil.
2. Calcular los datos de la batería
El sistema de gestión de batería puede calcular el voltaje máximo y mínimo, SOC (estado de carga), DOD (profundidad de descarga), SOH (estado de salud de la batería), SOP (estado de potencia), SOS (estado de seguridad), los estados de seguridad comunes son la corriente de carga máxima, la corriente de descarga máxima, el número total de ciclos, el tiempo de funcionamiento de la batería, el monitoreo de la temperatura, etc.
3. Comunicación
El sistema de gestión de la batería se comunica internamente con el hardware que ejecuta la batería, de modo que el exterior puede conocer el estado de funcionamiento de la batería, y existen diferentes tipos de comunicación en serie, comunicación de bus CAN, etc.
4. Protección de la batería
El modo de protección de la batería es una función que protege la batería limitando la cantidad y velocidad de carga, entre otras cosas, para prolongar su vida útil. Protege contra sobrecargas, sobredescargas, corrientes de carga y descarga, evitando altas o bajas temperaturas, fallos en la batería y su cableado, etc. Regula la batería para garantizar que cumpla con las especificaciones de seguridad y evitar daños. Si el sistema de gestión de la batería detecta alguna anomalía, activa el modo de protección (sobretensión, subtensión y alta temperatura) para maximizar su vida útil.
Protección actual
El sistema de gestión de la batería monitoriza la corriente del paquete de baterías. Normalmente, evita que la batería supere su límite de capacidad para protegerla. El límite de corriente de carga de las baterías de iones de litio es diferente del límite de corriente de descarga. Ambos modos pueden gestionar picos de corriente, pero su duración es muy corta. Por ejemplo, cuando un vehículo eléctrico acelera repentinamente, el sistema de gestión de la batería puede integrar la corriente pico reduciendo la corriente disponible o interrumpiendo la corriente del paquete de baterías. También entra en un estado de protección de corriente cuando la corriente es demasiado alta para mantener el funcionamiento correcto de la batería.
Protección de voltaje
La protección de voltaje incluye protección contra subtensión y alta tensión. La protección contra subtensión se produce principalmente cuando el voltaje de la batería es insuficiente durante la carga. El sistema de gestión de la batería (BMS) entra en modo de protección contra subtensión y la batería no se puede cargar, lo que resulta en una potencia insuficiente. Para ello, se utiliza un multímetro para medir el voltaje en ambos extremos de la batería y confirmar que el voltaje sea demasiado bajo. A continuación, se utiliza un cargador con función de activación para cargar la batería a aproximadamente 12 V o 24 V. Si el voltaje de carga es demasiado alto o el voltaje de la batería es demasiado alto, el sistema de gestión de la batería (BMS) también entra en modo de protección contra alta tensión y desconecta la batería para evitar el sobrecalentamiento interno debido al alto voltaje, lo que puede provocar una fuga térmica o un incendio. Si el voltaje de la batería es demasiado alto, se debe desconectar la fuente de alimentación para que vuelva a un nivel seguro.
Protección de la temperatura
Generalmente las baterías de litio tienen un modo de protección de temperatura de batería, podemos ver la batería a través de dispositivos inteligentes para ver qué modo de protección de temperatura, en circunstancias normales, las baterías de litio pueden soportar un período corto de condiciones de alta temperatura, pero si la temperatura es demasiado alta, activará el modo de protección de alta temperatura del sistema de gestión de batería, para evitar que la temperatura aumente aún más, la vida útil de la batería.
Podemos colocar la batería en un lugar seco y bien ventilado, y reducir la carga para que recupere su temperatura normal antes de usarla. En un entorno de baja temperatura, la capacidad y la capacidad de descarga de la batería se verán reducidas y, en casos graves, se producirá cristalización en su interior, lo que la dañará gravemente. Para proteger la batería contra bajas temperaturas, es necesario colocarla en un entorno templado hasta que recupere su temperatura normal para poder usarla.
Recuperación de energía
El sistema de gestión de la batería puede guiar la recuperación de energía, la recuperación de energía se refiere a la recuperación de energía de frenado, el sistema de recuperación de energía de frenado es principalmente para recuperar el exceso de energía liberada por el vehículo al frenar o derrapar por inercia, y luego a través del generador del vehículo en energía eléctrica, almacenada en la batería, reduce el consumo de combustible del motor del vehículo y las emisiones de dióxido de carbono.
Equilibrar el estado general
Los sistemas de gestión de baterías maximizan su capacidad y pueden prevenir la subcarga o la sobrecarga localizada. Estos sistemas garantizan la consistencia de todos los voltajes dentro del paquete de baterías mediante el balanceo activo, y también equilibran la batería conectando la batería con mayor carga a la carga y transfiriendo la mayor cantidad de energía a la batería con menor consumo.
Tipos de sistemas de gestión de baterías
Existen diferentes tipos de sistemas de gestión de baterías que se pueden implementar para proteger las baterías a través de diferentes tecnologías, los sistemas de protección de baterías se clasifican principalmente según su topología.
1. Sistema de gestión centralizada de baterías
Un solo controlador se conecta a las celdas de la batería a través de múltiples cables, la ventaja es que es compacto y el precio es el más económico, pero la desventaja es que requiere una gran cantidad de puertos para conectar todos los paquetes de baterías.
2. Sistema de gestión distribuida de baterías
Cada celda de batería tiene un BMS (sistema de gestión de batería), solo se necesita una línea de comunicación entre la batería y el controlador, lo que puede simplificar la mayor parte del cableado a unos pocos cables de sensores y líneas de comunicación entre módulos BMS vecinos, que es más independiente, pero más costoso de usar.
3. Sistema modular de gestión de baterías
El sistema de gestión de batería modular, que es una combinación de BMS centralizado y BMS distribuido, tiene principalmente varios BMA, cada BMS maneja una cierta cantidad de celdas y estos BMS operan bajo la supervisión del BMS principal, pero el costo de uso es ligeramente mayor.
Conclusión
Los sistemas de gestión de baterías pueden maximizar la protección de nuestras baterías, optimizar su rendimiento durante el uso y prolongar su vida útil. Comprender bien los sistemas de gestión de baterías nos ayudará a elegir las mejores.
