Un paquete de baterías, que es un conjunto de celdas de batería organizadas eléctricamente en una configuración matricial de filas y columnas, está bajo el control de un sistema de gestión de baterías (BMS, por sus siglas en inglés), una tecnología diseñada para suministrar un rango específico de voltaje y corriente durante un período de tiempo en función de los escenarios de carga previstos.
Un BMS a menudo proporciona la siguiente supervisión:
- Cuidado de la batería
- Protegiendo las baterías
- Determinación de la estimación del estado operativo de una batería
- Mejorando continuamente el rendimiento de la batería
- Actualización del estado operativo de los dispositivos externos
Si bien el término "batería" en este contexto se refiere al conjunto completo, las funciones de monitoreo y control se utilizan particularmente para referirse a celdas individuales o conjuntos de celdas conocidas como módulos en el conjunto general del paquete de baterías.
Gracias a su máxima densidad energética, las baterías recargables de iones de litio son la opción preferida para una amplia gama de productos de consumo, desde ordenadores portátiles hasta automóviles eléctricos. Si bien funcionan de maravilla, pueden ser muy perjudiciales si se utilizan fuera de un área operativa segura (SOA, por sus siglas en inglés) relativamente pequeña, con consecuencias que van desde el deterioro del rendimiento de la batería hasta daños graves.
¿Cómo funciona el sistema de gestión de batería?
La descripción del trabajo para el sistema de gestión de baterías es, sin duda, difícil, y tanto su complejidad general como su alcance de supervisión pueden afectar una variedad de disciplinas, incluidas las eléctricas, digitales, de control, térmicas e hidráulicas.
No existe un conjunto de estándares predeterminados ni específicos que deban seguirse en los sistemas de gestión de baterías. El alcance del diseño tecnológico y las características utilizadas suelen estar relacionadas con:
- El precio, la complejidad y el tamaño del paquete de baterías
- Uso de la batería y cualquier problema de seguridad, durabilidad y garantía.
- Requisitos de certificación de diversas legislaciones gubernamentales donde existen graves consecuencias financieras por no implementar medidas de seguridad funcional aceptables.
La gestión de la protección y la gestión de la capacidad de la batería son dos elementos cruciales en el diseño de un sistema de gestión de baterías (BMS). A continuación, explicaremos cómo funcionan estas dos funciones. La protección eléctrica, que consiste en evitar que la batería se dañe por un uso fuera de su área operativa inicial (SOA) , y la protección térmica, que comprende la regulación de temperatura pasiva o activa para mantener o llevar la batería a su SOA, son las dos áreas principales de la gestión de la protección de la batería.
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¿Qué es la gestión de carga en un BMS?
Sin duda, una de las ventajas más importantes que ofrece un BMS para el rendimiento de las baterías es maximizar su capacidad. Si se descuida este mantenimiento, una batería puede llegar a perder su utilidad. Una pila de baterías (conjunto de celdas en serie) no es totalmente uniforme y, por naturaleza, presenta tasas de fuga o autodescarga algo variables, lo cual constituye la raíz del problema.
Las fugas son una característica química de la batería, no un problema del fabricante ; sin embargo, estadísticamente, pueden verse afectadas por pequeñas diferencias en el proceso de fabricación. Un paquete de baterías puede incluir celdas inicialmente bien emparejadas, pero con el tiempo, la similitud entre ellas disminuye aún más, no solo como resultado de la autodescarga, sino también como resultado de los ciclos de carga y descarga, las altas temperaturas y el envejecimiento normal.
