Un système de gestion de batterie BMS est un outil puissant pour améliorer la durée de vie des batteries d'un système solaire. Le système de gestion de batterie BMS contribue également à garantir la sécurité et la fiabilité des batteries. Vous trouverez ci-dessous une explication détaillée d'un système BMS et des avantages dont bénéficient les utilisateurs.
Comment fonctionne un système BMS
Un BMS pour batteries au lithium utilise un ordinateur spécialisé et des capteurs pour réguler le fonctionnement de la batterie. Les capteurs testent la température, le taux de charge, la capacité de la batterie, etc. Un ordinateur embarqué dans le système BMS effectue ensuite des calculs qui régulent la charge et la décharge de la batterie. Son objectif est d’améliorer la durée de vie du système de stockage par batterie solaire tout en garantissant son fonctionnement sûr et fiable.
Les composants d'un système de gestion de batterie
Un système de gestion de batterie BMS comprend plusieurs composants clés travaillant ensemble pour fournir des performances optimales de la batterie. Les composants sont :
Chargeur de batterie
Un chargeur alimente la batterie à la tension et au débit corrects pour garantir une charge optimale.
Moniteur de batterie
Le moniteur de batterie est un ensemble de capteurs qui surveillent l'état des batteries et d'autres informations cruciales telles que l'état de charge et la température.
Contrôleur de batterie
Le contrôleur gère la charge et la décharge du pack batterie. Il garantit que l’énergie entre et sort de la batterie de manière optimale.
Connecteurs
Ces connecteurs connectent le système BMS, les batteries, l'onduleur et le panneau solaire. Il garantit que le BMS a accès à toutes les informations du système solaire.
Les caractéristiques d'un système de gestion de batterie BMS
Chaque BMS pour batteries au lithium a ses caractéristiques uniques. Cependant, ses deux fonctionnalités les plus importantes sont la protection et la gestion de la capacité de la batterie. La protection du bloc batterie est obtenue en assurant une protection électrique et une protection thermique.
La protection électrique signifie que le système de gestion de la batterie s'arrêtera si la zone de fonctionnement sûr (SOA) est dépassée. La protection thermique peut être une régulation de température active ou passive pour maintenir la batterie dans sa SOA.
Concernant la gestion de la capacité des batteries, le BMS pour batteries au lithium est conçu pour maximiser la capacité. Une batterie finira par devenir inutile si la gestion de la capacité n’est pas effectuée.
L'exigence en matière de gestion de la capacité est que chaque batterie d'un bloc-batterie ait des performances légèrement différentes. Ces différences de performances sont particulièrement visibles dans les taux de fuite. Lorsqu’elle est neuve, une batterie peut fonctionner de manière optimale. Cependant, avec le temps, la différence dans les performances des cellules de batterie s’élargit. Par conséquent, cela peut entraîner des dommages aux performances. Il en résulte des conditions de fonctionnement dangereuses pour l'ensemble de la batterie.
En résumé, le système de gestion de batterie BMS supprimera la charge des cellules les plus chargées, ce qui évite la surcharge. Cela permet également aux cellules les moins chargées de recevoir plus de courant de charge.
Un BMS pour batteries au lithium redirigera également une partie ou la quasi-totalité du courant de charge autour des cellules chargées. Par conséquent, les cellules les moins chargées reçoivent du courant de charge pendant une période plus longue.
Sans système de gestion de batterie BMS, les cellules qui se chargent en premier continueraient à se charger, ce qui pourrait entraîner une surchauffe. Bien que les batteries au lithium offrent d’excellentes performances, elles ont un problème de surchauffe lorsqu’un courant excessif est délivré. La surchauffe d’une batterie au lithium dégrade considérablement ses performances. Dans le pire des cas, cela peut entraîner la panne de l’ensemble de la batterie.
Types de BMS pour batteries au lithium
Les systèmes de gestion de batterie peuvent être simples ou très complexes pour différents cas d'utilisation et technologies. Cependant, tous visent à prendre soin de la batterie. Les catégorisations les plus courantes sont :
Systèmes BMS centralisés
Un BMS centralisé pour les batteries au lithium utilise un seul système de gestion de batterie BMS pour le bloc-batterie. Toutes les batteries sont connectées directement au BMS. Le principal avantage de ce système est qu’il est compact. De plus, c’est plus abordable.
Son principal inconvénient est que, puisque toutes les batteries se connectent directement à l’unité BMS, il faut beaucoup de ports pour se connecter au bloc-batterie. Le résultat est un grand nombre de fils, de connecteurs et de câblage. Dans une grande batterie, cela peut compliquer la maintenance et le dépannage.
BMS modulaire pour batteries au lithium
Comme un BMS centralisé, le système modulaire est connecté à une partie dédiée du pack batterie. Les unités module BMS sont parfois connectées à un module principal qui surveille leurs performances. Le principal avantage est que le dépannage et la maintenance sont plus simplifiés. Cependant, l’inconvénient est qu’un système modulaire de gestion de batterie coûte plus cher.
Systèmes GTB actifs
Un système de gestion de batterie BMS actif surveille la tension, le courant et la capacité de la batterie. Il utilise ces informations pour contrôler la charge et la décharge du système afin de garantir que le bloc-batterie fonctionne en toute sécurité et à des niveaux optimaux.
Systèmes BMS passifs
Un BMS passif pour batteries au lithium ne surveillera pas le courant et la tension. Au lieu de cela, il s’appuie sur une simple minuterie pour réguler le taux de charge et de décharge de la batterie. Bien qu’il s’agisse d’un système moins efficace, son acquisition coûte beaucoup moins cher.
Les avantages de l'utilisation d'un système de gestion de batterie BMS
Un système de stockage par batterie peut comprendre quelques ou des centaines de batteries au lithium. Un tel système de stockage par batterie pourrait avoir une tension nominale allant jusqu'à 800 V et un courant de 300 A ou plus.
Une mauvaise gestion d’un tel pack haute tension pourrait conduire à de graves catastrophes. En tant que tel, l’installation d’un système de gestion de batterie BMS est importante pour faire fonctionner la batterie en toute sécurité. Les principaux avantages d’un BMS pour batteries au lithium peuvent être énoncés comme suit :
Fonctionnement sûr
Il est essentiel de garantir un fonctionnement sûr pour une batterie de taille moyenne ou grande. Cependant, même les petites unités comme les téléphones peuvent prendre feu si un système de gestion de batterie approprié n'est pas installé.
Fiabilité et durée de vie améliorées
Un système de gestion de batterie garantit que les cellules du bloc-batterie sont utilisées selon des paramètres de fonctionnement sûrs. Le résultat est que les batteries sont protégées contre les charges et décharges agressives, ce qui conduit à un système solaire fiable qui peut fournir des années de service fiable.
Grande portée et performances
Un BMS aide à gérer la capacité des unités individuelles de la batterie. Il garantit que la capacité optimale de la batterie est atteinte. Un BMS prend en compte les variations d'autodécharge, de température et d'attrition générale, qui pourraient rendre une batterie inutile si elle n'est pas contrôlée.
Diagnostic et communication externe
Un BMS permet une surveillance continue et en temps réel d'une batterie. Basé sur l'utilisation actuelle, il fournit des estimations fiables de l'état de santé de la batterie et de sa durée de vie attendue. Les informations de diagnostic fournies garantissent également que tout problème majeur est détecté tôt avant qu'il ne devienne désastreux. D'un point de vue financier, cela peut aider à garantir une bonne planification du remplacement du pack.
Coûts réduits à long terme
Un BMS a un coût initial élevé en plus du coût élevé d’une nouvelle batterie. Cependant, la surveillance qui en résulte et la protection fournie par le BMS garantissent une réduction des coûts à long terme.
Résumé
Un système de gestion de batterie BMS est un outil puissant et efficace qui peut aider les propriétaires de systèmes solaires à comprendre le fonctionnement de leur parc de batteries. Cela peut également aider à prendre des décisions financières judicieuses tout en améliorant la sécurité, la longévité et la fiabilité d’une batterie. Le résultat est que les propriétaires d’un BMS pour batteries au lithium tirent le meilleur parti de leur argent.
