Значение систем управления батареями (BMS)

Современные батареи с их замечательной производительностью могут обеспечить длительное время работы и быструю зарядку для автомобилей, поездов и даже самолетов, обеспечивая при этом безопасную эксплуатацию. Как важная специализированная схема, система управления батареями (BMS) не только эффективно продлевает срок службы батареи, но и значительно повышает безопасность зарядки и использования. Особенно для литий-ионных батарей, BMS играет решающую роль в мониторинге, управлении и оптимизации производительности и срока службы батареи, обеспечивая безопасность пользователей и оборудования.

Функции системы управления батареями

Для обеспечения долгосрочной безопасной и эффективной работы батарей, система управления батареями (BMS) выполняет множество сложных функций. Во-первых, она непрерывно контролирует батарею, собирая ключевую информацию о параметрах, таких как выходной ток, ток зарядки, напряжение, температура и уровень заряда. Эти данные используются для оценки состояния батареи и выявления отклонений. BMS контролирует токи зарядки и разрядки, чтобы предотвратить перегрузку энергии или глубокий разряд, тем самым продлевая срок службы батареи. Температурный мониторинг также является крайне строгим, чтобы предотвратить перегрев и возможные взрывы или пожары. Самые современные модели BMS могут независимо подавать ток на каждую ячейку батареи для обеспечения оптимального баланса.

Меры безопасности BMS

Система управления батареями также реализует различные меры безопасности для предотвращения повреждений, отказов и сбоев. BMS активно вмешивается при обнаружении аномалий и немедленно прерывает зарядку или разрядку в опасных ситуациях. Некоторые модели BMS могут даже передавать собранную информацию другим системам через проводные или беспроводные соединения, что особенно полезно, когда батарея труднодоступна для операторов.

Применение BMS в электромобилях

В электромобилях система управления батареями (BMS) является центром электронной и автоматизированной системы управления батареями. Эффективная система должна хорошо понимать архитектуру аккумуляторных батарей электромобиля. Обычно аккумуляторные батареи состоят из ячеек, соединенных последовательно, параллельно или комбинированным способом для увеличения напряжения или тока и получения большего количества энергии. Каждая ячейка батареи оснащена электронным модулем для непрерывного мониторинга, чтобы обеспечить безопасную эксплуатацию.

Примеры передовых BMS

Например, решение по управлению батареями от компании STMicroelectronics основано на интегральной схеме L9963E, которая может обеспечивать высокоточные измерения для до 14 последовательно соединенных ячеек как в односторонних, так и в двусторонних конфигурациях и выполнять сложные функции мониторинга и диагностики батареи. BQ76905 от Texas Instruments интегрирует функции мониторинга для 2-5 последовательно соединенных ячеек, включая напряжение, температуру, ток и внутренние диагностические цепи защиты, а также реализует функции балансировки батареи.

Важность балансировки батареи

Литиевые батареи не могут гарантировать равномерную номинальную емкость, внутреннее сопротивление и саморазряд при производстве, что со временем может привести к разбалансировке ячеек, снижению эффективности и ускорению старения. Функции балансировки продлевают срок службы батареи за счет комплексных независимых проверок. В зависимости от используемой технологии операции балансировки можно разделить на пассивную и активную балансировку. Пассивная балансировка использует силовые резисторы для рассеивания энергии перезаряженных ячеек, что экономично, но неэффективно. Активная балансировка более сложная и дорогая, но может быстро завершить балансировку за считанные минуты, независимо перераспределяя ток между ячейками.

Заключение

Система управления батареями (BMS) является ключевым компонентом в продлении срока службы батареи, предотвращении повреждений от перезаряда или глубокого разряда. Будучи "мозгом" батареи, BMS использует передовые электронные технологии для управления и мониторинга поведения батареи в реальном времени, обеспечивая безопасную и эффективную работу.