BMS バッテリー管理システムは、ソーラー システムのバッテリーの寿命を延ばす強力なツールです。 BMS バッテリー管理システムは、バッテリーの安全性と信頼性の確保にも役立ちます。以下に、BMS システムとユーザーが得られるメリットについて詳しく説明します。
BMS システムの仕組み
リチウム電池用の BMS は、専用のコンピューターとセンサーを使用して電池の動作を制御します。センサーは、温度、充電率、バッテリー容量などをテストします。次に、BMS システムに搭載されたコンピューターが、バッテリーの充電と放電を制御する計算を行います。その目標は、太陽電池蓄電システムの安全性と信頼性の高い動作を確保しながら、その寿命を延ばすことです。
バッテリー管理システムのコンポーネント
BMS バッテリー管理システムは、バッテリー パックから最適なパフォーマンスを提供するために連携して動作するいくつかの主要コンポーネントで構成されています。コンポーネントは次のとおりです。
バッテリー充電器
充電器は、適切な電圧と流量でバッテリー パックに電力を供給し、バッテリー パックが最適に充電されるようにします。
バッテリーモニター
バッテリー モニターは、バッテリーの状態や、充電ステータスや温度などの重要な情報を監視する一連のセンサーです。
バッテリーコントローラー
コントローラーはバッテリーパックの充放電を管理します。これにより、電力がバッテリーパックに最適に出入りすることが保証されます。
コネクタ
これらのコネクタは、BMS システム、バッテリー、インバーター、ソーラー パネルを接続します。これにより、BMS が太陽系からのすべての情報にアクセスできるようになります。
BMS バッテリー管理システムの特徴
リチウム電池用のすべての BMS には独自の機能があります。ただし、その 2 つの最も重要な機能は、バッテリー パックの容量の保護と管理です。バッテリーパックの保護は、電気的保護と熱的保護を確保することによって実現されます。
電気的保護とは、安全動作領域 (SOA) を超えた場合にバッテリー管理システムがシャットダウンすることを意味します。熱保護は、バッテリ パックを SOA 内に維持するためのアクティブまたはパッシブ温度制御です。
バッテリー容量管理に関しては、リチウムバッテリー用の BMS は容量を最大化するように設計されています。電池パックは容量管理を行わないと最終的には役に立たなくなります。
容量管理の要件は、バッテリー パック内の各バッテリーの性能がわずかに異なることです。これらの性能の違いは、漏れ率において最も顕著です。新品の場合、バッテリー パックは最適に動作する可能性があります。ただし、時間の経過とともに、バッテリーセルの性能の差は拡大します。その結果、パフォーマンスが低下する可能性があります。その結果、バッテリーパック全体が危険な動作状態になります。
要約すると、BMS バッテリー管理システムは最も充電されたセルから電荷を除去し、過充電を防ぎます。また、充電量の少ないセルがより多くの充電電流を受け取ることも可能になります。
リチウム電池用の BMS は、充電電流の一部またはほぼすべてを充電済みセルの周りにリダイレクトします。その結果、充電量の少ないセルは、より長い期間充電電流を受け取ります。
BMS バッテリー管理システムがないと、最初に充電したセルが充電を続けることになり、過熱が発生する可能性があります。リチウム電池は優れた性能を発揮しますが、過電流が流れると過熱するという問題があります。リチウム電池が過熱すると、その性能が大幅に低下します。最悪の場合、バッテリーパック全体の故障につながる可能性があります。
リチウム電池用BMSの種類
バッテリー管理システムは、さまざまなユースケースやテクノロジーに応じて、単純な場合もあれば、非常に複雑な場合もあります。ただし、それらはすべてバッテリーパックの世話をすることを目的としています。最も一般的な分類は次のとおりです。
集中型 BMS システム
リチウム電池用の集中型 BMS は、電池パックに対して単一の BMS 電池管理システムを使用します。すべてのバッテリーは BMS に直接接続されています。このシステムの主な利点は、コンパクトであることです。さらに、より手頃な価格です。
その主な欠点は、すべてのバッテリーが BMS ユニットに直接接続されるため、バッテリー パックに接続するために多くのポートが必要になることです。その結果、大量のワイヤ、コネクタ、ケーブル配線が必要になります。大きなバッテリーパックでは、メンテナンスやトラブルシューティングが複雑になる可能性があります。
リチウム電池用モジュラーBMS
集中型 BMS と同様に、モジュラー システムはバッテリー パックの専用部分に接続されます。モジュール BMS ユニットは、そのパフォーマンスを監視するプライマリ モジュールに接続される場合があります。主な利点は、トラブルシューティングとメンテナンスがより簡素化されることです。ただし、モジュール式バッテリー管理システムのコストが高くなるという欠点があります。
アクティブBMSシステム
アクティブな BMS バッテリー管理システムは、バッテリー パックの電圧、電流、容量を監視します。この情報を使用してシステムの充電と放電を制御し、バッテリー パックが安全に動作し、最適なレベルで動作することを保証します。
パッシブ BMS システム
リチウム電池用のパッシブ BMS は電流と電圧を監視しません。代わりに、単純なタイマーを利用してバッテリー パックの充電および放電速度を調整します。システムの効率性は劣りますが、取得コストははるかに低くなります。
BMS バッテリー管理システムを使用する利点
蓄電池システムは、数個または数百個のリチウム電池で構成されます。このような蓄電池システムは、最大 800V の電圧定格と 300A 以上の電流を持つことができます。
このような高電圧パックの管理を誤ると、重大な災害につながる可能性があります。そのため、バッテリー パックを安全に動作させるには、BMS バッテリー管理システムをインストールすることが重要です。リチウム電池に対する BMS の主な利点は次のとおりです。
安全な操作
中型または大型のバッテリー パックの安全な動作を確保することは不可欠です。ただし、適切なバッテリー管理システムがインストールされていない場合、電話のような小型のユニットでも発火することが知られています。
信頼性と寿命の向上
バッテリ管理システムにより、バッテリ パック内のセルが安全な動作パラメータ内で使用されることが保証されます。その結果、バッテリーが激しい充放電から保護され、長年にわたる信頼できるサービスを提供できる信頼性の高いソーラーシステムが実現します。
優れた範囲とパフォーマンス
BMS は、バッテリー パック内の個々のユニットの容量を管理するのに役立ちます。これにより、最適なバッテリーパック容量が実現されます。 BMS は、自己放電、温度、および全体的な磨耗の変動を考慮しており、制御しないとバッテリー パックが役に立たなくなる可能性があります。
診断と外部通信
BMS により、バッテリー パックの継続的なリアルタイム監視が可能になります。現在の使用状況に基づいて、バッテリーの状態と予想される寿命の信頼できる推定値を提供します。また、提供される診断情報により、重大な問題が重大な問題に発展する前に早期に検出されるようになります。財務的な観点から見ると、パックの交換を適切に計画するのに役立ちます。
長期的なコスト削減
BMS には、新しいバッテリー パックの高額な費用に加えて、高額な初期費用がかかります。ただし、BMS による監視と保護により、長期的には確実にコストが削減されます。
まとめ
BMS バッテリー管理システムは、太陽光発電システムの所有者がバッテリー バンクがどのように動作するかを理解するのに役立つ強力かつ効果的なツールです。また、バッテリー パックの安全性、寿命、信頼性を向上させながら、健全な財務上の決定を下すのにも役立ちます。その結果、リチウム電池用の BMS の所有者は、お金を最大限に活用できるようになります。
