Che cos'è un sistema di gestione della batteria (BMS)??
Il nome completo diBMSIl BMS (Battery Management System) è un sistema di gestione della batteria. Si tratta di un dispositivo che collabora al monitoraggio dello stato della batteria di accumulo di energia. Il suo scopo principale è la gestione e la manutenzione intelligente di ciascuna unità batteria, al fine di prevenire sovraccarichi e scariche eccessive, prolungare la durata della batteria e monitorarne lo stato. Generalmente, un BMS è rappresentato da una scheda elettronica o da un'unità hardware.
Il BMS è uno dei sottosistemi principali del sistema di accumulo di energia a batteria. È responsabile del monitoraggio dello stato operativo di ciascuna batteria nelaccumulo di energia a batteriaunità per garantire il funzionamento sicuro e affidabile dell'unità di accumulo di energia. Il BMS può monitorare e raccogliere i parametri di stato della batteria di accumulo di energia in tempo reale (inclusi, a titolo esemplificativo, la tensione della singola batteria, la temperatura del polo della batteria, la corrente del circuito della batteria, la tensione ai terminali del pacco batterie, la resistenza di isolamento del sistema di batterie, ecc.) e prendere le misure necessarie. In base all'analisi e al calcolo del sistema, si ottengono ulteriori parametri di valutazione dello stato del sistema e si effettua un controllo efficace del sistema.batteria di accumulo di energiaIl sistema di gestione della batteria (BMS) è realizzato secondo una specifica strategia di controllo della protezione, al fine di garantire il funzionamento sicuro e affidabile dell'intera unità di accumulo di energia a batteria. Allo stesso tempo, il BMS può scambiare informazioni con altre apparecchiature esterne (PCS, EMS, sistema antincendio, ecc.) tramite la propria interfaccia di comunicazione, ingresso analogico/digitale e interfaccia di ingresso, e formare il controllo interconnesso dei vari sottosistemi nell'intera centrale elettrica ad accumulo di energia per garantire la sicurezza e l'affidabilità della centrale e un funzionamento efficiente in rete.
Qual è la funzione diBMS?
I sistemi BMS svolgono numerose funzioni, ma quelle fondamentali, che ci interessano maggiormente, si riducono a tre aspetti: gestione dello stato, gestione del bilanciamento e gestione della sicurezza.
Funzione di gestione statale disistema di gestione della batteria
Vogliamo sapere qual è lo stato della batteria, qual è la tensione, quanta energia ha, quanta capacità e qual è la corrente di carica e scarica, e la funzione di gestione dello stato del BMS ci fornirà la risposta. La funzione base del BMS è misurare e stimare i parametri della batteria, inclusi parametri e stati fondamentali come tensione, corrente e temperatura, e calcolare i dati sullo stato della batteria come SOC e SOH.
Misurazione cellulare
Misurazione delle informazioni di base: la funzione più elementare del sistema di gestione della batteria è misurare la tensione, la corrente e la temperatura della cella della batteria, che costituiscono la base per il calcolo di livello superiore e la logica di controllo di tutti i sistemi di gestione della batteria.
Rilevamento della resistenza di isolamento: nel sistema di gestione della batteria è necessario rilevare la resistenza di isolamento dell'intero sistema di batterie e del sistema ad alta tensione.
calcolo SOC
SOC si riferisce allo stato di carica, ovvero la capacità residua della batteria. In parole semplici, indica quanta energia è ancora presente nella batteria.
Lo stato di carica (SOC) è il parametro più importante in un BMS, perché tutto il resto si basa su di esso, quindi la sua precisione è fondamentale. Se il SOC non è accurato, nessuna funzione di protezione, per quanto potente, può garantire il corretto funzionamento del BMS, perché la batteria si attiverà frequentemente in modalità di protezione e la sua durata non potrà essere prolungata.
I principali metodi attualmente utilizzati per la stima dello stato di carica (SOC) includono il metodo della tensione a circuito aperto, il metodo di integrazione della corrente, il metodo del filtro di Kalman e il metodo delle reti neurali. I primi due sono i più comunemente utilizzati.
La funzione di gestione del bilanciamento delsistema di gestione della batteria
Ogni batteria ha una sua "personalità". Per parlare di bilanciamento, dobbiamo partire dalla batteria. Anche le batterie prodotte dallo stesso produttore nello stesso lotto hanno un ciclo di vita e una "personalità" diversi: la capacità di ogni batteria non può essere esattamente la stessa. Questa incoerenza è dovuta a due tipi di ragioni:
Incoerenza nella produzione cellulare e incoerenza nelle reazioni elettrochimiche
incoerenza della produzione
L'incoerenza nella produzione è un fenomeno ben noto. Ad esempio, nel processo produttivo, i materiali del separatore, del catodo e dell'anodo possono essere eterogenei, con conseguente variabilità nella capacità complessiva della batteria.
L'incoerenza elettrochimica significa che, durante i processi di carica e scarica della batteria, anche se la produzione e la lavorazione delle due batterie sono esattamente identiche, l'ambiente termico non potrà mai essere costante durante la reazione elettrochimica.
Sappiamo che la sovraccarica e la scarica eccessiva possono danneggiare gravemente la batteria. Pertanto, quando la batteria B è completamente carica durante la ricarica, o quando il suo stato di carica (SOC) è già molto basso durante la scarica, è necessario interrompere la carica e la scarica per proteggere la batteria B, e la potenza delle batterie A e C non può essere sfruttata appieno. Ciò comporta:
Innanzitutto, la capacità effettivamente utilizzabile del pacco batterie è ridotta: la capacità che le batterie A e C avrebbero potuto utilizzare, ma ora non c'è modo di esercitare forza per prendersi cura della B, proprio come due persone con tre gambe che legano insieme l'alto e il basso, e i passi dell'alto sono lenti. Non può fare grandi passi.
In secondo luogo, la durata del pacco batterie si riduce: la falcata è più corta, il numero di passi da percorrere è maggiore e le gambe si affaticano di più; la capacità si riduce, il numero di cicli di carica e scarica necessari aumenta e anche l'attenuazione della batteria è maggiore. Ad esempio, una singola cella della batteria può raggiungere 4000 cicli in condizioni di carica e scarica al 100%, ma non può raggiungere il 100% nell'uso effettivo e il numero di cicli non deve necessariamente raggiungere i 4000.
Esistono due modalità principali di bilanciamento per i BMS: bilanciamento passivo e bilanciamento attivo.
La corrente necessaria per l'equalizzazione passiva è relativamente bassa, come nel caso dell'equalizzazione passiva fornita dal BMS DALY, che ha una corrente di bilanciamento di soli 30 mA e un lungo tempo di equalizzazione della tensione della batteria.
La corrente di bilanciamento attiva è relativamente grande, come ad esempiobilanciatore attivosviluppato da DALY BMS, che raggiunge una corrente di bilanciamento di 1A e ha un breve tempo di bilanciamento della tensione della batteria.
Funzione di protezione disistema di gestione della batteria
Il sistema di monitoraggio BMS si integra con l'hardware dell'impianto elettrico. In base alle diverse condizioni di funzionamento della batteria, vengono classificati i guasti in diversi livelli (guasti minori, guasti gravi, guasti irreversibili) e, a seconda del livello di guasto, vengono intraprese diverse azioni correttive: avviso, limitazione della potenza o interruzione diretta dell'alta tensione. I guasti possono riguardare l'acquisizione e la plausibilità dei dati, guasti elettrici (sensori e attuatori), guasti di comunicazione e guasti relativi allo stato della batteria.
Un esempio comune è il seguente: quando la batteria si surriscalda, il BMS rileva il surriscaldamento in base alla temperatura rilevata e, di conseguenza, disconnette il circuito che la controlla per attivare la protezione dal surriscaldamento e inviare un allarme all'EMS e ad altri sistemi di gestione.
Perché scegliere DALY BMS?
DALY BMS è uno dei maggiori produttori di sistemi di gestione delle batterie (BMS) in Cina, con oltre 800 dipendenti, un'officina di produzione di 20.000 metri quadrati e più di 100 ingegneri di ricerca e sviluppo. I prodotti di DALY vengono esportati in oltre 150 paesi e regioni.
Funzione di protezione professionale
La smart board e la scheda hardware contengono 6 funzioni di protezione principali:
Protezione da sovraccarico: quando la tensione della cella della batteria o del pacco batterie raggiunge il primo livello di sovraccarico, viene emesso un messaggio di avviso; quando la tensione raggiunge il secondo livello di sovraccarico, il sistema DALY BMS interrompe automaticamente l'alimentazione.
Protezione da scarica eccessiva: quando la tensione della cella della batteria o del pacco batterie raggiunge il primo livello di sovratensione, viene emesso un messaggio di avviso. Quando la tensione raggiunge il secondo livello di sovratensione, il sistema DALY BMS interrompe automaticamente l'alimentazione.
Protezione da sovracorrente: quando la corrente di scarica o di carica della batteria raggiunge il primo livello di sovracorrente, viene emesso un messaggio di avviso; quando la corrente raggiunge il secondo livello di sovracorrente, il sistema DALY BMS interrompe automaticamente l'alimentazione.
Protezione dalla temperatura: le batterie al litio non possono funzionare correttamente in condizioni di temperatura troppo elevate o troppo basse. Quando la temperatura della batteria è troppo alta o troppo bassa rispetto al primo livello, verrà visualizzato un messaggio di avviso; al raggiungimento del secondo livello, il sistema DALY BMS interromperà automaticamente l'alimentazione.
Protezione da cortocircuito: in caso di cortocircuito, la corrente aumenta istantaneamente e DALY BMS interrompe automaticamente l'alimentazione.
Funzione di gestione dell'equilibrio professionale
Gestione bilanciata: se la differenza di tensione tra le celle della batteria è eccessiva, ciò influirà sul normale funzionamento della batteria. Ad esempio, se la batteria è protetta in anticipo dal sovraccarico e non viene caricata completamente, o se è protetta in anticipo dalla scarica eccessiva e non può essere scaricata completamente, il BMS DALY dispone di una propria funzione di equalizzazione passiva e ha anche sviluppato un modulo di equalizzazione attiva. La corrente di equalizzazione massima raggiunge 1 A, il che può prolungare la durata della batteria e garantirne il normale funzionamento.
Funzione professionale di gestione statale e funzione di comunicazione
La funzione di gestione dello stato è potente e ogni prodotto viene sottoposto a rigorosi test di qualità prima di lasciare la fabbrica, inclusi test di isolamento, test di precisione della corrente, test di adattabilità ambientale, ecc. Il BMS monitora in tempo reale la tensione delle celle della batteria, la tensione totale del pacco batteria, la temperatura della batteria, la corrente di carica e la corrente di scarica. Fornisce una funzione SOC ad alta precisione, adotta il metodo di integrazione ampere-ora standard, con un errore di solo l'8%.
Tramite tre metodi di comunicazione (UART/RS485/CAN), è possibile connettersi al computer host o al display tattile, al Bluetooth e alla scheda luminosa per gestire la batteria al litio. Supporta i principali protocolli di comunicazione degli inverter, come China Tower, GROWATT, DEY E, MU ST, GOODWE, SOFAR, SRNE, SMA, ecc.
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Data di pubblicazione: 14 maggio 2023
