Un sistema de gestió de bateries BMS és una eina poderosa per millorar la vida útil de les bateries d'un sistema solar. El sistema de gestió de bateries BMS també ajuda a garantir que les bateries siguin segures i fiables. A continuació es mostra una explicació detallada d'un sistema BMS i els avantatges que obtenen els usuaris.
Com funciona un sistema BMS
Un BMS per a bateries de liti utilitza un ordinador i sensors especialitzats per regular el funcionament de la bateria. Els sensors comproven la temperatura, la velocitat de càrrega, la capacitat de la bateria i molt més. A continuació, un ordinador a bord del sistema BMS fa càlculs que regulen la càrrega i la descàrrega de la bateria. El seu objectiu és millorar la vida útil del sistema d'emmagatzematge de bateries solars alhora que garanteix que el seu funcionament sigui segur i fiable.
Els components d'un sistema de gestió de bateries
Un sistema de gestió de bateries BMS consta de diversos components clau que treballen junts per oferir un rendiment òptim de la bateria. Els components són:
Carregador de bateria
Un carregador alimenta el paquet de bateries amb la tensió i el cabal correctes per garantir que es carregui de manera òptima.
Monitor de bateria
El monitor de la bateria és un conjunt de sensors que controlen la salut de les bateries i altra informació crucial com l'estat de càrrega i la temperatura.
Controlador de bateria
El controlador gestiona la càrrega i descàrrega de la bateria. Assegura que l'energia entra i surt de la bateria de manera òptima.
Connectors
Aquests connectors connecten el sistema BMS, les bateries, l'inversor i el panell solar. Assegura que el BMS tingui accés a tota la informació del sistema solar.
Les característiques d'un sistema de gestió de bateries BMS
Cada BMS per a bateries de liti té les seves característiques úniques. Tanmateix, les seves dues característiques més importants són protegir i gestionar la capacitat de la bateria. La protecció de la bateria s'aconsegueix assegurant la protecció elèctrica i tèrmica.
La protecció elèctrica significa que el sistema de gestió de la bateria s'aturarà si es supera l'àrea d'operació segura (SOA). La protecció tèrmica pot ser una regulació de temperatura activa o passiva per mantenir la bateria dins del seu SOA.
Pel que fa a la gestió de la capacitat de la bateria, el BMS per a bateries de liti està dissenyat per maximitzar la capacitat. Una bateria finalment es tornarà inútil si no es gestiona la capacitat.
El requisit per a la gestió de la capacitat és que cada bateria d'un paquet de bateries tingui un rendiment lleugerament diferent. Aquestes diferències de rendiment són més notables en les taxes de fuites. Quan sigui nou, una bateria pot funcionar de manera òptima. Tanmateix, amb el temps, la diferència en el rendiment de les cèl·lules de la bateria s'amplia. En conseqüència, pot provocar danys en el rendiment. El resultat són condicions de funcionament insegures per a tot el paquet de bateries.
En resum, el sistema de gestió de bateries BMS eliminarà la càrrega de les cel·les més carregades, la qual cosa evita la sobrecàrrega. També permet que les cèl·lules menys carregades rebin més corrent de càrrega.
Un BMS per a bateries de liti també redirigeix part o gairebé tot el corrent de càrrega al voltant de les cèl·lules carregades. En conseqüència, les cèl·lules menys carregades reben corrent de càrrega durant un període més llarg.
Sense un sistema de gestió de bateries BMS, les cèl·lules que es carreguen primer continuarien carregant-se, cosa que podria provocar un sobreescalfament. Tot i que les bateries de liti ofereixen un rendiment excel·lent, tenen un problema de sobreescalfament quan es lliura un excés de corrent. El sobreescalfament d'una bateria de liti degrada molt el seu rendiment. En el pitjor dels casos, pot provocar una fallada de tota la bateria.
Tipus de BMS per a bateries de liti
Els sistemes de gestió de bateries poden ser simples o molt complexos per a diferents casos d'ús i tecnologies. Tot i això, tots tenen com a objectiu tenir cura de la bateria. Les categoritzacions més habituals són:
Sistemes BMS centralitzats
Un BMS centralitzat per a bateries de liti utilitza un únic sistema de gestió de bateries BMS per a la bateria. Totes les bateries estan connectades directament al BMS. El principal avantatge d'aquest sistema és que és compacte. A més, és més assequible.
El seu principal inconvenient és que, com que totes les bateries es connecten directament a la unitat BMS, requereixen molts ports per connectar-se al paquet de bateries. El resultat són molts cables, connectors i cablejats. En una bateria gran, això pot complicar el manteniment i la resolució de problemes.
BMS modular per a bateries de liti
Com un BMS centralitzat, el sistema modular està connectat a una part dedicada del paquet de bateries. Les unitats BMS del mòdul de vegades es connecten a un mòdul primari que supervisa el seu rendiment. El principal avantatge és que la resolució de problemes i el manteniment són més simplificats. Tanmateix, l'inconvenient és que un sistema modular de gestió de bateries costa més.
Sistemes BMS actius
Un sistema actiu de gestió de bateries BMS controla la tensió, el corrent i la capacitat de la bateria. Utilitza aquesta informació per controlar la càrrega i descàrrega del sistema per assegurar-se que el paquet de bateries és segur de funcionar i ho fa a nivells òptims.
Sistemes BMS passius
Un BMS passiu per a bateries de liti no controlarà el corrent i la tensió. En canvi, es basa en un temporitzador senzill per regular la velocitat de càrrega i descàrrega de la bateria. Tot i que és un sistema menys eficient, costa molt menys d'adquirir.
Els avantatges d'utilitzar un sistema de gestió de bateries BMS
Un sistema d'emmagatzematge de bateries pot incloure unes quantes o centenars de bateries de liti. Aquest sistema d'emmagatzematge de bateries podria tenir una tensió nominal de fins a 800 V i un corrent de 300 A o més.
La mala gestió d'un paquet d'alta tensió podria provocar greus desastres. Per tant, la instal·lació d'un sistema de gestió de bateries BMS és important per fer funcionar la bateria amb seguretat. Els principals avantatges d'un BMS per a bateries de liti es poden indicar de la següent manera:
Operació segura
És essencial garantir un funcionament segur per a un paquet de bateries de mida mitjana o gran. Tanmateix, s'ha sabut que fins i tot unitats petites com els telèfons s'encén si no s'instal·la un sistema adequat de gestió de la bateria.
Millora de la fiabilitat i la vida útil
Un sistema de gestió de la bateria garanteix que les cèl·lules de la bateria s'utilitzen dins dels paràmetres de funcionament segurs. El resultat és que les bateries estan protegides de les càrregues i descàrregues agressives, la qual cosa condueix a un sistema solar fiable que pot proporcionar anys de servei fiable.
Gran abast i rendiment
Un BMS ajuda a gestionar la capacitat de les unitats individuals del paquet de bateries. Assegura que s'aconsegueix una capacitat òptima de la bateria. Un BMS té en compte les variacions en l'autodescàrrega, la temperatura i el desgast general, que podrien inutilitzar un paquet de bateries si no es controlen.
Diagnòstic i Comunicació Externa
Un BMS permet un seguiment continu i en temps real d'una bateria. En funció de l'ús actual, proporciona estimacions fiables de la salut de la bateria i la vida útil esperada. La informació de diagnòstic proporcionada també garanteix que qualsevol problema important es detecti aviat abans que es converteixi en desastrós. Des del punt de vista financer, pot ajudar a garantir una planificació adequada per a la substitució del paquet.
Costos reduïts a llarg termini
Un BMS té un cost inicial elevat a més de l'alt cost d'una bateria nova. No obstant això, la supervisió resultant i la protecció proporcionada pel BMS garanteixen costos reduïts a llarg termini.
Resum
Un sistema de gestió de bateries BMS és una eina potent i eficaç que pot ajudar els propietaris de sistemes solars a entendre com funciona el seu banc de bateries. També pot ajudar a prendre decisions financeres encertades alhora que millora la seguretat, la longevitat i la fiabilitat d'un paquet de bateries. El resultat és que els propietaris d'un BMS per a bateries de liti treuen el màxim profit dels seus diners.
