Was ist der Zweck eines Batteriemanagementsystems? Einführung und Schutz

Ein Batteriemanagementsystem (BMS) ist ein elektronischer Regler zur Überwachung und Steuerung des Ladens und Entladens von wiederaufladbaren Batterien.

Batteriemanagementsysteme verschiedener Art werden in vielen Geräten verwendet, die wiederaufladbare Batterien verwenden. Sie sind auch Standard in Rechenzentren, in denen UPS (unterbrechungsfreie Kraftversorgungen) Server online hält. Fahrzeuge, die hauptsächlich elektrisch sind, verfügen über ein Batteriemanagementsystem, ebenso wie normale kompakte Geräte wie MP3-Player und Mobiltelefone.

BMS überwacht verschiedene Faktoren, die die Batterielebensdauer beeinflussen. Sie können einzellige oder mehrzellige Batteriesysteme überwachen. Diese Batterien steuern den Zustand verschiedener Zellen. Einige Systeme stellen eine Verbindung zu Computern her, um überlegene Überwachung, Protokollierung, E-Mail-Benachrichtigungen und mehr zu ermöglichen.

Wie verwenden Sie das Batteriemanagement?

Ein BMS überprüft laufende Schätzungen der chemischen Batterie, ändert die Lade- / Entladeparameter und gibt diese Informationen an die Endbenutzer weiter. Diese Sensoren können die Batteriespannung, den Ladezustand (SOC), den Zustand des Wohlbefindens (SOH), die Temperatur und andere notwendige Berechnungen überwachen. Sie können sogar die Ladezeit bei einer einfachen "Kraftstoffprüfung" anzeigen.

Um zu verstehen, wie das Batteriemanagementsystem verwendet wird, müssen Sie nur wissen, wann und wo wir das Batteriemanagementsystem verwenden:

Batteriemanagementsysteme bieten für viele Batteriechemien verschiedene Vorteile.

3,2 V 20 A Niedertemperatur-LiFePO4-Batteriezelle -40 ℃ 3 C Entladekapazität ≥ 70 % Ladetemperatur: -20 ~ 45 ℃ Entladetemperatur : -40 ~ + 55 ℃ Akupunkturtest bestehen -40 ℃ maximale Entladerate: 3 C

Weiterlesen

Folglich wird ein BMS häufig in netzunabhängigen Anwendungen und Batterieanwendungen verwendet, einschließlich Generatoren und Wechselrichtern, Telekommunikationsunternehmen, Krankenhäusern und Serverfarmen. Das ist erst der Anfang.

Bei lithium-ionen-batterien bietet ein BMS jedoch nicht nur Vorteile. Es ist die absolute Sicherheit, die die Möglichkeit von Bränden und Explosionen verringern muss. Dies liegt daran, dass Li-Ion die effektivste Dichte aufweist und eine Überladung zu thermischem Durchgehen und Verbrennung führen kann.

Daher unterstützt BMS bei Li-Ionen-Batterien die Arbeit von Batteriezellen innerhalb ihres optimalen Aufgabenfensters (Zählen von Temperatur, Strom, Spannung, extremsten Lade- und Entladestrom-Abschaltzeiten usw.). Ein BMS kann auch dazu beitragen, dass die Zellen angemessen ausgeglichen sind.

Wofür ist das Batteriemanagementsystem ausgelegt?

Batteriemanagementsystem bedeutet für verschiedene Menschen verschiedene Dinge. Für manche Menschen ist es lediglich eine Batterieüberwachung, bei der die kritischen Betriebsparameter beim Laden und Entladen wie Spannungen und Ströme sowie die Batterie im Inneren und die Umgebungswärme im Auge behalten werden.

Hohe Energiedichte bei niedriger Temperatur Robuster Laptop-Polymer-Akku Batteriespezifikation: 11,1 V 7800 mAh -40℃ 0,2C Entladekapazität ≥80% Staubdicht, sturzsicher, korrosionsbeständig, elektromagnetische Interferenz

Weiterlesen

Es gibt drei Hauptobjekte, die allen Batteriemanagementsystemen gemeinsam sind: -

• Schützen Sie die Zellen oder die Batterie vor Schaden

• Erhöhen Sie die Lebensdauer der Batterie
  

• Sichern Sie die Batterie in einem Zustand, in dem sie die betrieblichen Anforderungen der Anwendung erfüllen kann, für die sie definiert wurde.
  

Um diese Ziele zu erreichen, kann das BMS eine oder mehrere der folgenden Funktionen enthalten:

• Zellschutz - Der Schutz der Batterie vor Betriebsbedingungen außerhalb der Toleranz ist für alle BMS-Geräte von Bedeutung. Bei der Verwendung muss das BMS einen vollständigen Zellschutz bieten, um nahezu alle Eventualitäten abzudecken. Wenn eine Batterie außerhalb der angegebenen Auslegungsgrenzen betrieben wird, führt dies zwangsläufig zu einer Fehlfunktion der Batterie. Abgesehen von den Problemen können die Kosten für den Austausch der Batterie einschränkend sein. Dies gilt insbesondere für Hochspannungs- und Hochleistungs-Autobatterien, die in feindlichen Umgebungen betrieben werden müssen und gleichzeitig von Schäden durch den Benutzer dominiert werden.

• Aufladungseffekt. Dies ist ein wesentliches Merkmal von BMS. Durch unsachgemäßes Laden werden mehr Batterien zerstört als aus irgendeinem anderen Grund.
  

• Bedarfsmanagement? Das Bedarfsmanagement steht zwar nicht in direktem Zusammenhang mit dem Betrieb der Batterie, führt jedoch zur Anwendung der Batterie. Sein Zweck ist es, den Stromverbrauch der Batterie zu minimieren, indem Energiesparverfahren in den Anwendungsschaltungen entworfen werden und daher die Zeit zwischen den Batterieladungen verlängert wird.
  

• SOC-Bestimmung? Viele Anwendungen benötigen Kenntnisse über den Ladezustand (SOC) der Batterie oder der verschiedenen Zellen in der Batteriekette. Dies kann nur dazu dienen, dem Benutzer eine Anzeige der in der Batterie verbleibenden Kapazität zu geben, oder es kann in einem Steuerkreis erforderlich sein, um eine optimale Steuerung des Ladevorgangs sicherzustellen.
  

• SOH-Bestimmung - Der Gesundheitszustand (SOH) ist eine Berechnung der Fähigkeit einer Batterie, die angegebene Leistung anzubieten. Dies ist wichtig, um auf die Bereitschaft von Notstromgeräten zugreifen zu können, und ein Zeichen dafür, ob Wartungsmaßnahmen erforderlich sind.

• Zellausgleich? In mehrzelligen Batterieketten werden kleine Unterschiede zwischen Zellen aufgrund von Produktionstoleranzen oder Arbeitsbedingungen mit jedem Lade- / Entladezyklus vergrößert. Schwächere Zellen werden während des Ladevorgangs hervorgehoben, wodurch sie noch schwächer werden, bis sie schließlich nicht mehr zu einem frühen Ausfall der Batterie führen. Der Zellausgleich ist eine Möglichkeit, für zerbrechlichere Zellen zu bezahlen, indem die Ladung aller Zellen in der Kette ausgeglichen und damit die Batterielebensdauer verlängert wird.

• Verlauf - (Logbuchfunktion)? Die Überwachung und Speicherung des Batterieverlaufs ist ein weiterer potenzieller Zweck des BMS. Dies ist erforderlich, um den Gesundheitszustand der Batterie abzuschätzen, aber auch um festzustellen, ob sie missbraucht wurde. Parameter wie mehrere Zyklen, maximale und minimale Spannungen sowie Temperaturen und maximale Lade- und Entladeströme können zur anschließenden Auswertung aufgezeichnet werden. Dies kann ein wesentliches Instrument bei der Bewertung von Gewährleistungsansprüchen sein.
  

• Authentifizierung und Identifizierung? Das BMS bietet die Möglichkeit, Daten über die Zelle aufzuzeichnen, wie z. B. die Typenspezifikation des Herstellers und die Zellchemie, die das automatische Experiment sowie die Chargen- oder Seriennummer und das Herstellungsdatum unterstützen und die Rückverfolgbarkeit im Falle von ermöglichen Zellstörungen.
  

Wie schützen Sie das Batteriemanagementsystem?

Der Schutz des Batteriemanagementsystems ist sowohl für die Sicherheit als auch für die Sicherheit von entscheidender Bedeutung. Ein zuverlässiger Schutz während des Systems ist unerlässlich. Die Erfassungsleitungen an jeder Batterie können in jeder Zelle einen Kurzschluss verursachen. Der Zellmonitor-Check oder die direkte Leitung müssen ebenfalls abgesichert werden, um ein Überstromrisiko zu vermeiden. Zu den Schutzbereichen für das Batteriemanagementsystem gehören: -

• ICs, die bei der Zellüberwachung zum Schutz vor Überspannung verwendet werden.

• Übertragungsleitungen zwischen Einheiten zum Schutz vor elektrostatischer Entladung.
  

• Batterie-IC-Sicherheit bei Spannungsspitzen.
  

• Mikrocontroller?
  

• Letzte Schutzbarriere - Hochspannungs- und Hochstromsicherung in Reihe mit dem Hauptschalter
  

• Andere Geräte (z. B. Wechselrichter, DC / DC-Wandler - Hochspannung)
  

Das ist alles, was Sie über das Batteriemanagementsystem wissen sollten!