Ce este un BMS (BATTERY MANAGEMENT SYSTEM) ?

BMS (BATTERY MANAGEMENT SYSTEM) – Bateriile moderne au evoluat semnificativ și nu mai prezintă nivelul primitiv al predecesorilor lor. Progresul tehnologic avansează în mod inevitabil, iar dezvoltatorii se străduiesc constant să inoveze, captivând publicul și, desigur, să obțină profituri de la consumatorii neexperimentați prin introducerea de elemente științifice intrigante.

În prezentul articol, ne concentram asupra sistemului de Management al Bateriei (BMS), un element crucial responsabil pentru gestionarea eficientă a bateriilor cu ioni de litiu.

Ce este sistem de management al batiei (BMS)?

Sistemul de Management al Bateriei (BMS) reprezintă o placă electronică integrată într-o baterie, îndeplinind o serie de funcții esențiale:

Controlul încărcării/descărcării și numărului de cicluri de încărcare/descărcare.

• BMS reglează procesele de încărcare și descărcare, monitorizând și gestionând numărul de cicluri efectuate.

Monitorizarea stării bateriei și a componentelor sale.

• Prin analiza constantă, BMS verifică starea generală a bateriei și a elementelor individuale.

Protecția celulelor din baterie.

• BMS oferă o barieră de protecție împotriva pericolelor precum scurtcircuitul, supraincalzirea, descărcarea și încărcarea excesivă.

Controlul tensiunii, temperaturii și elementelor din baterie.

• BMS reglementează parametri precum tensiunea și temperatura pentru a menține o funcționare optimă.

Repartizarea curentului între componentele bateriei în timpul procesului de încărcare.

• BMS gestionează distribuția curentului pentru a asigura o încărcare uniformă a celulelor.

Monitorizarea curentului de încărcare.

• Prin monitorizare constantă, BMS ajustează curentul de încărcare pentru a menține condiții sigure.

Conectarea/deconectarea sigură a sarcinii.

• BMS asigură procese securizate de conectare și deconectare a dispozitivelor la bateria principală.

Determinarea pierderii din capacitate din cauza dezechilibrării.

• BMS analizează și corectează eventualele dezechilibre în încărcarea celulelor, prevenind pierderea de capacitate.

Funcționalitatea BMS nu numai că optimizează eficiența celulelor, ci și extinde semnificativ durata lor de viață. În situații critice, BMS poate lua decizii cruciale, inclusiv interzicerea utilizării celulelor în sistem. Există modele de BMS care permit înregistrarea și transferul datelor către dispozitive externe, precum un PC sau un smartphone, oferind utilizatorilor acces la informații detaliate despre starea bateriei.

Scopul fundamental al BMS constă în:

Protejarea celulelor împotriva deteriorării.

• BMS asigură o monitorizare constantă pentru prevenirea daunelor la nivelul celulelor bateriei.

Extinderea duratei de viață a bateriei.

• Prin gestionarea încărcării și descărcării optime, BMS contribuie la prelungirea duratei de funcționare a bateriei.

Menținerea celulelor în condiții optime pentru îndeplinirea sarcinilor atribuite.

• BMS reglează parametrii pentru a asigura o funcționare eficientă și stabilă a bateriei.

Conceptul BMS este extrem de amplu și se aplică practic la toate echipamentele care sunt responsabile pentru funcționarea corespunzătoare a bateriei. Aceste echipamente pot fi împărțite în patru categorii principale oferite de dezvoltatori:

Balansarea/echilibrarea celulelor.

• BMS ajustează individual încărcarea celulelor pentru a asigura uniformitatea funcționării.

Dispozitive de protecție (curent și tensiune).

• BMS oferă protecție împotriva supratensiunilor, supracurentului și altor condiții periculoase.

Plăci pentru reincarcare – aplicabile și la dispozitive BMS.

• BMS poate include componente pentru gestionarea procesului de încărcare a bateriei.

Combinarea opțiunilor de mai sus (sistemul poate include toate opțiunile simultan).

• Dezvoltatorii pot crea sisteme complexe care integrează toate funcționalitățile BMS simultan.

Aceste categorii reflectă diversitatea funcțiilor BMS, adaptate la nevoile specifice ale bateriilor și dispozitivelor în care sunt integrate.

Functii BMS

Funcțiile BMS (Battery Management System) sunt variate și esențiale pentru asigurarea funcționării optime a bateriei. Iată o descriere detaliată a acestora:

Monitorizarea:

1. Tensiunea: atât totala, cât și fiecare element în parte, identificând valoarea cea mai mare și cea mai mică între fiecare componentă.
2. Temperatura: monitorizează temperatura medie, atât la ieșirea generală, cât și la nivelul componentelor individuale ale bateriei și al plăcii BMS.
3. Curentul de încărcare/descărcare: urmărește fluxul de curent în timpul proceselor de încărcare și descărcare.
4. Adâncimea de încărcare/descărcare: evaluează gradul de încărcare sau descărcare a bateriei.
5. Condițiile de funcționare: monitorizează starea generală de funcționare a bateriei, inclusiv parametri precum umiditatea și temperatura ambientală.

Microcircuitul are capacitatea de a stoca în memorie unele date, precum numărul de cicluri de încărcare/descărcare, valoarea componentelor la cea mai mare și cea mai mică tensiune și curentul de încărcare/descărcare. Aceste informații trebuie verificate pentru a evalua starea de funcționare a bateriei.

Funcții inteligente de calcul:

1. Curentul de încărcare maxim permis
2. Cantitatea de energie electrică furnizată în timpul încărcării sau pierdută în timpul descărcării
3. Rezistența componentelor
4. Cât de mult a acumulat bateria în timpul funcționării

Funcția conectată:

Microcircuitul permite transmiterea datelor către dispozitive externe de control, fie prin comunicare cu fir, fie fără fir (Bluetooth).

Funcția de protecție:

Sistemul protejează bateria împotriva funcționării la capacități care pot cauza daune.

Microcircuitul asigură conectarea sigură și deconectarea în timpul sarcinilor.

Protejează bateria electrică de:

• Supraîncărcare;
• Supratensiune în timpul încărcării;
• Scăderea tensiunii sub nivelul setat în timpul descărcării;
• Supraîncălzire;
• Pierderi de curent.

Placa de protecție poate neutraliza procesele periculoase acționând direct asupra bateriei sau transmitând semnale controlerului despre pericolele utilizării ulterioare a bateriei. Sistemul deconectează bateria sau încărcătorul în situații în care cel puțin unul dintre parametrii de funcționare depășește valorile acceptate.

Funcția de echilibrare/balansare:

• Asigură încărcarea egală a tuturor celulelor din baterie, prelungind astfel durata de viață a acesteia.

Alte aspecte de luat în considerare includ:

Protecție împotriva factorilor externi:

Pentru a asigura o funcționare fiabilă, producătorii aplică un strat special de protecție asupra cipului BMS, protejându-l astfel împotriva umidității și prafului.

Configurație multiplă:

Există situații în care bateria este dotată cu mai multe plăci de control, iar fiecare monitorizează un anumit număr de elemente și transmite date către un controlor comun. Această configurație permite gestionarea eficientă a unui număr mare de celule.

Funcții extinse:

BMS poate să ofere mult mai mult decât simpla gestionare a bateriei. În unele cazuri, această placă poate influența într-o anumită măsură modul de funcționare al vehiculelor electrice.

Compatibilitate specifică:

Atunci când alegi un BMS, este crucial să ții cont de tipul de baterie pentru care a fost proiectat. De asemenea, trebuie să iei în considerare numărul de celule pe care BMS-ul le va administra, indicat de parametrul “Cells” sau litera “S”. De exemplu, dacă BMS-ul are marcajul “12S” sau “12 cells”, înseamnă că placa este concepută pentru a funcționa cu 12 elemente.

Alternativa supravegherii directe:

Dacă dorești să eviți investiția într-un BMS, în principiu, poți conta pe funcțiile de protecție ale controlorului, care pot preveni supraincarcarea bateriei. Aceste dispozitive pot include funcții precum deconectarea automată a bateriei în cazul descărcării acesteia până la o anumită tensiune, iar protecția împotriva supraincalzirii poate fi asigurată de echipamentele de încărcare.

Cum aleg BMS de calitate (sfaturi de la specialisti)

Alegerea unui Battery Management System (BMS) de calitate este esențială pentru asigurarea funcționării eficiente și sigure a bateriei tale. Iată câteva sfaturi de la specialiști pentru a face o alegere înțeleaptă:

1. Recenzii și Reputație: Atunci când achiziționezi un BMS, caută opțiuni care au un număr mare de recenzii pozitive. Opiniile altor utilizatori pot oferi o perspectivă reală asupra calității și performanțelor produsului.
2. Compatibilitate: Asigură-te că BMS-ul pe care îl alegi este compatibil cu tipul și configurația bateriei tale. Verifică specificațiile producătorului pentru a fi sigur că se potrivește nevoilor tale.
3. Numărul de Celule: Verifică dacă numărul de rezistențe de echilibrare și elemente LED (dacă există) corespunde numărului de celule din baterie. O potrivire corectă este esențială pentru gestionarea eficientă a bateriei.
4. Cablaj și Lipire: Inspectează cablajul și lipirea BMS-ului, cel puțin la nivel exterior. Calitatea construcției poate influența durabilitatea și fiabilitatea dispozitivului.
5. Etichetă și Piste de Alimentare: Acordă atenție etichetelor și pistelor de alimentare ale BMS-ului. Informațiile corecte și vizibile pot indica atenția producătorului la detalii.
6. Caracteristici Adiționale: În funcție de nevoile tale, consideră BMS-uri care vin cu caracteristici suplimentare, precum înregistrarea datelor și transferul acestora către un PC sau smartphone. Aceste funcții pot oferi o monitorizare avansată a stării bateriei.
7. Rezistența la Factorii Ambientali: Verifică dacă BMS-ul are un strat de protecție special pentru a rezista la umiditate și praf. Această caracteristică este importantă pentru asigurarea durabilității pe termen lung.
8. Informații Online: Caută informații suplimentare pe internet despre BMS-ul pe care îl ai în vedere. Află despre experiențele altor utilizatori și discuțiile din comunitățile online pot oferi insights valoroase.
9. Buget Rațional: Chiar dacă este tentant să alegi opțiuni mai ieftine, nu economisi în mod exagerat la alegerea unui BMS. Un dispozitiv de calitate poate fi o investiție care îți asigură funcționarea sigură și eficientă a bateriei.
10. Consultați Specialiștii: Dacă ai îndoieli sau întrebări, consultă specialiști sau persoane care au experiență în domeniul gestionării bateriilor. Părerea unui expert poate fi valoroasă în procesul de luare a deciziei.

Alegerea unui BMS de calitate este crucială pentru performanța și siguranța bateriei tale, așa că investește timp și atenție în procesul de selecție.