Яка роль BMS (системи управління аккумулятором) литієвого аккумулятора?

Основні функції системи управління батареєю

Система управління батареєю (BMS) є схожою на мозок, який керує тим, як працюють блоки літієвих іонних батарей. Вона постійно стежить за важливими параметрами, такими як напруга, поточність і температура кожного окремого елемента в батарейному блоку. Шляхом тщеслідного контролю циклів зарядки і розрядки батареї, вона запобігає небезпечним ситуаціям, коли напруга стає занадто високою. Якщо напруга стає занадто великою, це може призвести до дуже небезпечного явища під назвою термічна автономія. BMS використовує дуже розумні алгоритми для визначення у реальному часі того, скільки залишилось заряду в батареї (State of Charge, або SOC) і як здоровий стан батареї (State of Health, або SOH). Це допомагає прогнозувати, коли можливо знадобиться технічне обслуговування, що, в свою чергу, зменшує шанс несподіваних поломок, особливо в промислових умовах, де використовується батарея.

Повышение безопасности через контроль напряжения и температуры

Сучасні системи управління аккумуляторами мають кілька шарів захисту. Коли вони виявляють, що напруга занадто багато колись, виходячи за межі толерантності плюс або мінус 2%, вони автоматично відключать батарею. Це робиться для того, щоб уникнути будь-яких проблем. Також у СУА є дуже точні термічні сенсори. Ці сенсори можуть вимірювати градієнти температури по всіх модулях батареї з точністю 0.5°C. Вони можуть виявити, коли температура починає підніматися, і запустити системи охолодження, перш ніж тепло досягне критичного рівня. Ці функції безпеки дуже важливі, особливо в системах високогustoї енергетичної зберігання. У таких системах, якщо є проблема із поширенням тепла, це може вплинути на всю установку і призвести до серйозних проблем.

Повершення тривалості життя батареї шляхом балансування клітин

Одна з поширених проблем з аккумуляторними блоками полягає в тому, що напруга може відрізнятися між окремими елементами батареї. Це може призвести до зменшення їмовільності батареї на 15-30% у системах, які не балансуються правильно. Проте технологія динамічного балансування комірок у БМС може вирішити цю проблему. Активні модулі балансування у БМС можуть перерозподіляти енергію між комірками дуже ефективно, із ефективністю більше 92%. Це дозволяє підтримувати всі комірки на оптимальному рівні заряду. Коли батарея глибоко розряджується, цей процес також допомагає зменшити утворення плівки літію. У порівнянні з конфігураціями батарей, які не мають такого управління, це може зберегти до 40% більше циклів життя батареї, що означає, що батарея може бути заряджена та розряджена більшу кількість разів, перш ніж вийде з ладу.

Оптимізація продуктивності у екстремальних умовах

Архітектури систем розумного керування аккумуляторами дуже інтелектуальні. Вони можуть адаптуватися до різних екологічних викликів, регулюючи потужність у розумний спосіб. Наприклад, коли температура дуже низька, нижче нуля градусів Цельсія, СУК (система управління аккумулятором) поступово зменшує ток зарядки. Це робиться для того, щоб запобігти накопиченню металевого літію на анодах елементів батареї. У висотних застосуваннях СУК має механізми вентиляції з компенсацією тиску. Ці механізми допомагають підтримувати стабільні електрохімічні реакції у батареї. Завдяки цим функціям, які можуть пристосовуватися до різних умов, батарея може надійно працювати у широкому діапазоні температур, від -40°C до +85°C. Це робить її придатною для використання у сфері, наприклад, авіаційних застосувань та зберігання енергії у дуже холодних арктичних регіонах.

Стратегії реалізації для максимальної ефективності

Якщо ви хочете правильно інтегрувати БМС, необхідно переконатися, що специфікації системи відповідають характеристикам хімії аккумулятора. Наприклад, конфігурації батареї з солідного залізно-фосфату літогену (LFP) потребують ще більш уважного контролю напруги порівняно з комірками з никелем, марганцем та кобальтом (NMC). При встановленні БМС слід дотримуватися деяких найкращих практик. Одна з них полягає в тому, щоб використовувати гальванічну ізоляцію між вимірювальними колами та силовими шинами. Це допомагає запобігти так званому ефекту контурних завад. Також слід регулярно оновлювати програмне забезпечення БМС. Це гарантує його сумісність з тим, як аккумулятор старіє з часом. Зробивши це, ви можете підтримувати точність вимірювань на рівні 1% протягом всього терміну служби продукту.

Найкращі практики технічного обслуговування та вирішення проблем

Щоб зберігати добре роботу БМС, необхідно проводити певне передбачуване обслуговування. Одним із кроків є перевірка калібрування БМС кожного кварталу за допомогою дуже точних відносних джерел. Це допомагає переконатися у точності сенсорів у БМС. Також можна аналізувати історичні дані про зарядку та розрядку батареї. Це може допомогти виявити ранні ознаки початку знищення комірки, зазвичай за 6-12 місяців до повного виходу з ладу. Коли виникають проблеми з БМС, існують деякі загальні кроки для вирішення проблем. Наприклад, можна перевірити опору термінації CAN шини та шукати будь-які спади опору ізоляції нижче 100Ω/В. Якщо опір ізоляції спадає таким чином, це часто означає, що у систему потрапила волога або є проблема з розпадом диелектричного матеріалу, особливо у високовольтних застосунках.