Un sistema di gestione delle batterie BMS è un potente strumento per migliorare la durata delle batterie di un sistema solare. Il sistema di gestione delle batterie BMS aiuta inoltre a garantire che le batterie siano sicure e affidabili. Di seguito è riportata una spiegazione dettagliata di un sistema BMS e dei vantaggi ottenuti dagli utenti.
Come funziona un sistema BMS
Un BMS per batterie al litio utilizza un computer specializzato e sensori per regolare il funzionamento della batteria. I sensori verificano la temperatura, la velocità di ricarica, la capacità della batteria e altro ancora. Un computer a bordo del sistema BMS effettua poi i calcoli che regolano la carica e la scarica della batteria. Il suo obiettivo è migliorare la durata del sistema di accumulo della batteria solare, garantendone al contempo un funzionamento sicuro e affidabile.
I componenti di un sistema di gestione della batteria
Un sistema di gestione della batteria BMS comprende diversi componenti chiave che lavorano insieme per fornire prestazioni ottimali dal pacco batteria. I componenti sono:
Caricabatterie
Un caricabatterie fornisce energia al pacco batteria alla tensione e alla portata corrette per garantire che venga caricato in modo ottimale.
Monitoraggio della batteria
Il monitor della batteria è un insieme di sensori che monitorano la salute delle batterie e altre informazioni cruciali come lo stato di carica e la temperatura.
Controllore della batteria
Il controller gestisce la carica e la scarica del pacco batteria. Garantisce che l'energia entri ed esca dalla batteria in modo ottimale.
Connettori
Questi connettori collegano il sistema BMS, le batterie, l'inverter e il pannello solare. Garantisce che il BMS abbia accesso a tutte le informazioni del sistema solare.
Le caratteristiche di un sistema di gestione della batteria BMS
Ogni BMS per batterie al litio ha le sue caratteristiche uniche. Tuttavia, le sue due caratteristiche più importanti sono la protezione e la gestione della capacità della batteria. La protezione del pacco batteria si ottiene garantendo protezione elettrica e protezione termica.
Protezione elettrica significa che il sistema di gestione della batteria si spegnerà se viene superata l'area operativa sicura (SOA). La protezione termica può essere una regolazione della temperatura attiva o passiva per mantenere la batteria entro la sua SOA.
Per quanto riguarda la gestione della capacità della batteria, il BMS per le batterie al litio è progettato per massimizzare la capacità. Un pacco batteria diventerà inutilizzabile se non viene eseguita la gestione della capacità.
Il requisito per la gestione della capacità è che ciascuna batteria in un pacco batteria abbia prestazioni leggermente diverse. Queste differenze di prestazioni sono più evidenti nei tassi di perdita. Quando è nuovo, un pacco batteria può funzionare in modo ottimale. Tuttavia, nel tempo, la differenza nelle prestazioni delle celle della batteria aumenta. Di conseguenza, ciò può causare danni alle prestazioni. Il risultato sono condizioni operative non sicure per l'intero pacco batteria.
In sintesi, il sistema di gestione della batteria BMS rimuoverà la carica dalle celle più cariche, evitando così il sovraccarico. Consente inoltre alle celle meno cariche di ricevere più corrente di carica.
Un BMS per batterie al litio reindirizzerà anche parte o quasi tutta la corrente di carica attorno alle celle cariche. Di conseguenza, le celle meno cariche ricevono corrente di carica per un periodo più lungo.
Senza un sistema di gestione della batteria BMS, le celle che si caricano per prime continuerebbero a caricarsi, il che potrebbe portare al surriscaldamento. Sebbene le batterie al litio offrano prestazioni eccellenti, hanno problemi di surriscaldamento quando viene erogata corrente in eccesso. Il surriscaldamento di una batteria al litio ne riduce notevolmente le prestazioni. Nel peggiore dei casi, ciò può portare al guasto dell'intero pacco batteria.
Tipi di BMS per batterie al litio
I sistemi di gestione delle batterie possono essere semplici o altamente complessi per diversi casi d'uso e tecnologie. Tuttavia, tutti mirano a prendersi cura della batteria. Le categorizzazioni più comuni sono:
Sistemi BMS centralizzati
Un BMS centralizzato per batterie al litio utilizza un unico sistema di gestione della batteria BMS per il pacco batterie. Tutte le batterie sono collegate direttamente al BMS. Il vantaggio principale di questo sistema è che è compatto. Inoltre, è più conveniente.
Il suo principale svantaggio è che, poiché tutte le batterie si collegano direttamente all'unità BMS, sono necessarie molte porte per collegarsi al pacco batteria. Il risultato sono molti fili, connettori e cablaggi. In un pacco batteria di grandi dimensioni, ciò può complicare la manutenzione e la risoluzione dei problemi.
BMS modulare per batterie al litio
Come un BMS centralizzato, il sistema modulare è collegato a una porzione dedicata del pacco batterie. Le unità BMS del modulo sono talvolta collegate a un modulo primario che ne monitora le prestazioni. Il vantaggio principale è che la risoluzione dei problemi e la manutenzione sono più semplificate. Tuttavia, lo svantaggio è che un sistema modulare di gestione della batteria costa di più.
Sistemi BMS attivi
Un sistema di gestione della batteria BMS attivo monitora la tensione, la corrente e la capacità del pacco batteria. Utilizza queste informazioni per controllare la carica e la scarica del sistema per garantire che il pacco batteria sia sicuro da utilizzare e lo faccia a livelli ottimali.
Sistemi BMS passivi
Un BMS passivo per batterie al litio non monitorerà la corrente e la tensione. Si basa invece su un semplice timer per regolare la velocità di carica e scarica della batteria. Sebbene sia un sistema meno efficiente, costa molto meno acquisirlo.
I vantaggi dell'utilizzo di un sistema di gestione della batteria BMS
Un sistema di accumulo delle batterie può comprendere poche o centinaia di batterie al litio. Un tale sistema di accumulo della batteria potrebbe avere una tensione nominale fino a 800 V e una corrente di 300 A o più.
Una cattiva gestione di un pacco ad alta tensione potrebbe portare a gravi disastri. Pertanto, l'installazione di un sistema di gestione della batteria BMS è importante per il funzionamento sicuro della batteria. I principali vantaggi di un BMS per batterie al litio possono essere indicati come segue:
Operazione sicura
È essenziale garantire il funzionamento sicuro di un pacco batteria di medie o grandi dimensioni. Tuttavia, è noto che anche le piccole unità come i telefoni prendono fuoco se non è installato un adeguato sistema di gestione della batteria.
Affidabilità e durata migliorate
Un sistema di gestione della batteria garantisce che le celle all'interno del pacco batteria vengano utilizzate entro parametri operativi sicuri. Il risultato è che le batterie sono protette da cariche e scariche aggressive, il che porta ad un sistema solare affidabile in grado di fornire anni di servizio affidabile.
Ottima gamma e prestazioni
Un BMS aiuta a gestire la capacità delle singole unità nel pacco batteria. Garantisce il raggiungimento della capacità ottimale della batteria. Un BMS tiene conto delle variazioni di autoscarica, temperatura e attrito generale, che potrebbero rendere inutilizzabile un pacco batteria se non controllato.
Diagnostica e comunicazione esterna
Un BMS consente il monitoraggio continuo e in tempo reale di un pacco batteria. In base all'utilizzo corrente, fornisce stime affidabili sullo stato di salute della batteria e sulla durata prevista. Le informazioni diagnostiche fornite garantiscono inoltre che qualsiasi problema importante venga rilevato tempestivamente prima che diventi disastroso. Da un punto di vista finanziario può aiutare a garantire una corretta pianificazione per la sostituzione del pacco.
Costi ridotti a lungo termine
Un BMS ha un costo iniziale elevato che si aggiunge al costo elevato di un nuovo pacco batteria. Tuttavia, la supervisione che ne deriva e la protezione fornita dal BMS garantiscono una riduzione dei costi nel lungo termine.
Riepilogo
Un sistema di gestione delle batterie BMS è uno strumento potente ed efficace che può aiutare i proprietari di sistemi solari a capire come funziona il loro banco di batterie. Può anche aiutare a prendere decisioni finanziarie valide, migliorando al tempo stesso la sicurezza, la longevità e l'affidabilità della batteria. Il risultato è che i proprietari di un BMS per batterie al litio ottengono il massimo dal proprio denaro.
