Un sistema de gestión de baterías BMS es una herramienta poderosa para mejorar la vida útil de las baterías de un sistema solar. El sistema de gestión de baterías BMS también ayuda a garantizar que las baterías sean seguras y fiables. A continuación se muestra una explicación detallada de un sistema BMS y los beneficios que obtienen los usuarios.
Cómo funciona un sistema BMS
Un BMS para baterías de litio utiliza una computadora especializada y sensores para regular el funcionamiento de la batería. Los sensores prueban la temperatura, la velocidad de carga, la capacidad de la batería y más. Luego, una computadora a bordo del sistema BMS realiza cálculos que regulan la carga y descarga de la batería. Su objetivo es mejorar la vida útil del sistema de almacenamiento de batería solar y al mismo tiempo garantizar que su funcionamiento sea seguro y confiable.
Los componentes de un sistema de gestión de baterías
Un sistema de gestión de baterías BMS consta de varios componentes clave que trabajan juntos para ofrecer un rendimiento óptimo del paquete de baterías. Los componentes son:
Cargador de batería
Un cargador suministra energía al paquete de baterías con el voltaje y el caudal correctos para garantizar que se cargue de manera óptima.
Monitor de batería
El monitor de batería es un conjunto de sensores que monitorean el estado de las baterías y otra información crucial como el estado de carga y la temperatura.
Controlador de batería
El controlador gestiona la carga y descarga del paquete de baterías. Garantiza que la energía entre y salga de la batería de manera óptima.
Conectores
Estos conectores conectan el sistema BMS, las baterías, el inversor y el panel solar. Garantiza que el BMS tenga acceso a toda la información del sistema solar.
Las características de un sistema de gestión de baterías BMS
Cada BMS para baterías de litio tiene sus características únicas. Sin embargo, sus dos características más importantes son la protección y la gestión de la capacidad de la batería. La protección del paquete de baterías se logra garantizando protección eléctrica y protección térmica.
La protección eléctrica significa que el sistema de gestión de la batería se apagará si se excede el área de operación segura (SOA). La protección térmica puede ser una regulación de temperatura activa o pasiva para mantener la batería dentro de su SOA.
En cuanto a la gestión de la capacidad de la batería, el BMS para baterías de litio está diseñado para maximizar la capacidad. Un paquete de baterías acabará resultando inútil si no se realiza una gestión de la capacidad.
El requisito para la gestión de la capacidad es que cada batería de un paquete de baterías tenga un rendimiento ligeramente diferente. Estas diferencias de rendimiento son más notables en las tasas de fuga. Cuando es nueva, una batería puede funcionar de manera óptima. Sin embargo, con el tiempo, la diferencia en el rendimiento de las celdas de la batería se amplía. En consecuencia, puede provocar daños en el rendimiento. El resultado son condiciones de funcionamiento inseguras para todo el paquete de baterías.
En resumen, el sistema de gestión de baterías BMS eliminará la carga de las celdas más cargadas, lo que evita la sobrecarga. También permite que las celdas menos cargadas reciban más corriente de carga.
Un BMS para baterías de litio también redirigirá parte o casi toda la corriente de carga alrededor de las celdas cargadas. En consecuencia, las células menos cargadas reciben corriente de carga durante un período más largo.
Sin un sistema de gestión de baterías BMS, las celdas que se cargan primero continuarían cargándose, lo que podría provocar un sobrecalentamiento. Si bien las baterías de litio ofrecen un rendimiento excelente, tienen el problema de sobrecalentarse cuando se les suministra un exceso de corriente. El sobrecalentamiento de una batería de litio degrada enormemente su rendimiento. En el peor de los casos, esto puede provocar el fallo de toda la batería.
Tipos de BMS para baterías de litio
Los sistemas de gestión de baterías pueden ser simples o muy complejos para diferentes casos de uso y tecnologías. Sin embargo, todos ellos tienen como objetivo cuidar la batería. Las categorizaciones más comunes son:
Sistemas BMS centralizados
Un BMS centralizado para baterías de litio utiliza un único sistema de gestión de baterías BMS para el paquete de baterías. Todas las baterías están conectadas directamente al BMS. La principal ventaja de este sistema es que es compacto. Además, es más asequible.
Su principal desventaja es que, dado que todas las baterías se conectan directamente a la unidad BMS, se requieren muchos puertos para conectarse al paquete de baterías. El resultado es una gran cantidad de cables, conectores y cableado. En un paquete de baterías grande, esto puede complicar el mantenimiento y la resolución de problemas.
BMS modular para baterías de litio
Al igual que un BMS centralizado, el sistema modular está conectado a una parte dedicada del paquete de baterías. Las unidades del módulo BMS a veces están conectadas a un módulo primario que monitorea su desempeño. La principal ventaja es que la resolución de problemas y el mantenimiento están más simplificados. Sin embargo, la desventaja es que un sistema modular de gestión de baterías cuesta más.
Sistemas BMS activos
Un sistema activo de gestión de baterías BMS monitorea el voltaje, la corriente y la capacidad del paquete de baterías. Utiliza esta información para controlar la carga y descarga del sistema para garantizar que el paquete de baterías sea seguro de operar y lo haga en niveles óptimos.
Sistemas BMS pasivos
Un BMS pasivo para baterías de litio no controlará la corriente ni el voltaje. En cambio, se basa en un temporizador simple para regular la tasa de carga y descarga de la batería. Si bien es un sistema menos eficiente, su adquisición cuesta mucho menos.
Los beneficios de utilizar un sistema de gestión de baterías BMS
Un sistema de almacenamiento de baterías puede comprender unas pocas o cientos de baterías de litio. Un sistema de almacenamiento de batería de este tipo podría tener una tensión nominal de hasta 800 V y una corriente de 300 A o más.
La mala gestión de un paquete de tan alto voltaje podría provocar graves desastres. Como tal, la instalación de un sistema de gestión de baterías BMS es importante para utilizar la batería de forma segura. Los principales beneficios de un BMS para baterías de litio se pueden enunciar de la siguiente manera:
Operación segura
Es esencial garantizar el funcionamiento seguro de un paquete de baterías de tamaño mediano o grande. Sin embargo, se sabe que incluso unidades pequeñas como los teléfonos se incendian si no se instala un sistema de gestión de batería adecuado.
Fiabilidad y vida útil mejoradas
Un sistema de gestión de baterías garantiza que las celdas del paquete de baterías se utilicen dentro de parámetros operativos seguros. El resultado es que las baterías están protegidas contra cargas y descargas agresivas, lo que conduce a un sistema solar confiable que puede brindar años de servicio confiable.
Gran alcance y rendimiento
Un BMS ayuda a gestionar la capacidad de las unidades individuales del paquete de baterías. Garantiza que se logre la capacidad óptima del paquete de baterías. Un BMS tiene en cuenta las variaciones en la autodescarga, la temperatura y el desgaste general, que podrían inutilizar una batería si no se controlan.
Diagnóstico y Comunicación Externa
Un BMS permite el monitoreo continuo y en tiempo real de un paquete de baterías. Según el uso actual, proporciona estimaciones confiables del estado de la batería y su vida útil esperada. La información de diagnóstico proporcionada también garantiza que cualquier problema importante se detecte tempranamente antes de que se vuelva desastroso. Desde un punto de vista financiero, puede ayudar a garantizar una planificación adecuada para la sustitución del paquete.
Costos reducidos a largo plazo
Un BMS tiene un alto costo inicial además del alto costo de una nueva batería. Sin embargo, la supervisión resultante y la protección proporcionada por el BMS garantizan costes reducidos a largo plazo.
Resumen
Un sistema de gestión de baterías BMS es una herramienta potente y eficaz que puede ayudar a los propietarios de sistemas solares a comprender cómo funciona su banco de baterías. También puede ayudar a tomar decisiones financieras acertadas y, al mismo tiempo, mejorar la seguridad, la longevidad y la confiabilidad de un paquete de baterías. El resultado es que los propietarios de un BMS para baterías de litio obtienen el máximo rendimiento de su dinero.
