Et BMS batteristyringssystem er et kraftig verktøy for å forbedre levetiden til et solcelleanleggs batterier. BMS-batteristyringssystemet bidrar også til å sikre at batteriene er trygge og pålitelige. Nedenfor er en detaljert forklaring av et BMS-system og fordelene brukerne får.
Hvordan et BMS-system fungerer
Et BMS for litiumbatterier bruker en spesialisert datamaskin og sensorer for å regulere hvordan batteriet fungerer. Sensorene tester for temperatur, ladehastighet, batterikapasitet og mer. En datamaskin ombord i BMS-systemet gjør så beregninger som regulerer lading og utlading av batteriet. Målet er å forbedre levetiden til lagringssystemet for solcellebatterier samtidig som det er trygt og pålitelig å bruke.
Komponentene i et batteristyringssystem
Et BMS batteristyringssystem består av flere nøkkelkomponenter som jobber sammen for å levere optimal ytelse fra batteripakken. Komponentene er:
Batterilader
En lader leverer strøm inn i batteripakken med riktig spenning og strømningshastighet for å sikre at den er optimalt ladet.
Batterimonitor
Batterimonitoren er en serie sensorer som overvåker batterienes helse og annen viktig informasjon som ladestatus og temperatur.
Batterikontroller
Kontrolleren styrer lading og utlading av batteripakken. Den sørger for at strømmen kommer inn og ut av batteripakken optimalt.
Koblinger
Disse kontaktene kobler sammen BMS-systemet, batteriene, omformeren og solcellepanelet. Det sikrer at BMS har tilgang til all informasjon fra solsystemet.
Funksjonene til et BMS Battery Management System
Hver BMS for litiumbatterier har sine unike egenskaper. Imidlertid er de to viktigste funksjonene å beskytte og administrere batteripakkens kapasitet. Batteripakkebeskyttelse oppnås ved å sikre elektrisk beskyttelse og termisk beskyttelse.
Elektrisk beskyttelse betyr at batteristyringssystemet vil slå seg av hvis det sikre driftsområdet (SOA) overskrides. Termisk beskyttelse kan være aktiv eller passiv temperaturregulering for å holde batteripakken innenfor SOA.
Når det gjelder batterikapasitetsstyring, er BMS for litiumbatterier designet for å maksimere kapasiteten. En batteripakke vil til slutt bli ubrukelig hvis kapasitetsstyring ikke utføres.
Kravet til kapasitetsstyring er at hvert batteri i en batteripakke har litt forskjellig ytelse. Disse ytelsesforskjellene er mest bemerkelsesverdige i lekkasjerater. Når den er ny, kan en batteripakke fungere optimalt. Men over tid øker forskjellen i battericelleytelse. Følgelig kan det føre til ytelsesskader. Resultatet er usikre driftsforhold for hele batteripakken.
Oppsummert vil BMS batteristyringssystemet fjerne ladningen fra de mest ladede cellene, noe som forhindrer overlading. Den lar også de mindre ladede cellene motta mer ladestrøm.
Et BMS for litiumbatterier vil også omdirigere noe eller nesten all ladestrømmen rundt de ladede cellene. Følgelig mottar de mindre ladede cellene ladestrøm i en lengre periode.
Uten et BMS batteristyringssystem ville cellene som lades først fortsette å lade, noe som kan føre til overoppheting. Mens litiumbatterier tilbyr utmerket ytelse, har de et problem med overoppheting når overflødig strøm leveres. Overoppheting av et litiumbatteri reduserer ytelsen betydelig. I verste fall kan det føre til svikt i hele batteripakken.
Typer BMS for litiumbatterier
Batteristyringssystemer kan være enkle eller svært komplekse for ulike brukstilfeller og teknologier. Men alle har som mål å ta vare på batteripakken. De vanligste kategoriseringene er:
Sentraliserte BMS-systemer
En sentralisert BMS for litiumbatterier bruker et enkelt BMS-batteristyringssystem for batteripakken. Alle batteriene kobles direkte til BMS. Hovedfordelen med dette systemet er at det er kompakt. I tillegg er det rimeligere.
Den største ulempen er at siden alle batterier kobles direkte til BMS-enheten, krever det mange porter for å koble til batteripakken. Resultatet er mange ledninger, kontakter og kabler. I en stor batteripakke kan dette komplisere vedlikehold og feilsøking.
Modulær BMS for litiumbatterier
Som en sentralisert BMS er det modulære systemet koblet til en dedikert del av batteripakken. Modulens BMS-enheter er noen ganger koblet til en primærmodul som overvåker ytelsen deres. Hovedfordelen er at feilsøking og vedlikehold er enklere. Ulempen er imidlertid at et modulært batteristyringssystem koster mer.
Aktive BMS-systemer
Et aktivt BMS batteristyringssystem overvåker batteripakkens spenning, strøm og kapasitet. Den bruker denne informasjonen til å kontrollere lading og utlading av systemet for å sikre at batteripakken er trygg å bruke og gjør det på optimale nivåer.
Passive BMS-systemer
En passiv BMS for litiumbatterier vil ikke overvåke strøm og spenning. I stedet er den avhengig av en enkel timer for å regulere lade- og utladingshastigheten til batteripakken. Selv om det er et mindre effektivt system, koster det mye mindre å anskaffe.
Fordelene ved å bruke et BMS-batteristyringssystem
Et batterilagringssystem kan omfatte noen få eller hundrevis av litiumbatterier. Et slikt batterilagringssystem kan ha en spenningsklasse på opptil 800V og en strømstyrke på 300A eller mer.
Feilstyring av en slik høyspentpakke kan føre til alvorlige katastrofer. Som sådan er det viktig å installere et BMS-batteristyringssystem for å betjene batteripakken på en sikker måte. De viktigste fordelene med en BMS for litiumbatterier kan angis som følger:
Sikker drift
Det er viktig å sikre sikker drift for en mellomstor eller stor batteripakke. Men selv små enheter som telefoner har vært kjent for å ta fyr hvis et skikkelig batteristyringssystem ikke er installert.
Forbedret pålitelighet og levetid
Et batteristyringssystem sikrer at cellene i batteripakken brukes innenfor sikre driftsparametere. Resultatet er at batterier er beskyttet mot aggressiv ladning og utladning, noe som fører til et pålitelig solcellesystem som kan gi årevis med pålitelig service.
Stor rekkevidde og ytelse
En BMS hjelper til med å administrere kapasiteten til de enkelte enhetene i batteripakken. Det sikrer at optimal batteripakkekapasitet oppnås. En BMS står for variasjonene i selvutladning, temperatur og generell slitasje, noe som kan gjøre en batteripakke ubrukelig hvis den ikke kontrolleres.
Diagnostikk og ekstern kommunikasjon
En BMS gir mulighet for kontinuerlig overvåking i sanntid av en batteripakke. Basert på gjeldende bruk, gir den pålitelige estimater av batteriets helse og forventet levetid. Diagnoseinformasjonen som tilbys sikrer også at ethvert større problem oppdages tidlig før det blir katastrofalt. Fra et økonomisk synspunkt kan det bidra til å sikre riktig planlegging for utskifting av pakken.
Reduserte kostnader på lang sikt
En BMS kommer med en høy startkostnad på toppen av den høye kostnaden for en ny batteripakke. Det resulterende tilsynet og beskyttelsen som BMS gir, sikrer imidlertid reduserte kostnader på lang sikt.
Sammendrag
Et BMS batteristyringssystem er et kraftig og effektivt verktøy som kan hjelpe solcelleeiere til å forstå hvordan batteribanken deres fungerer. Det kan også bidra til å ta fornuftige økonomiske beslutninger samtidig som det forbedrer en batteripakkes sikkerhet, levetid og pålitelighet. Resultatet er at eiere av en BMS for litiumbatterier får mest mulig ut av pengene sine.
