Un pacco batteria, che è un insieme di celle di batteria organizzate elettricamente in una configurazione a matrice riga per colonna, è sotto il controllo di un sistema di gestione della batteria (BMS), un pezzo di tecnologia progettato per fornire una gamma mirata di tensione e corrente per un periodo di tempo in base agli scenari di carico previsti.
Un BMS spesso fornisce la seguente supervisione:
- Prendersi cura della batteria
- Proteggere le batterie
- Determinazione della stima dello stato operativo di una batteria
- Miglioramento continuo delle prestazioni della batteria
- Aggiornamento dei dispositivi esterni sullo stato operativo
Sebbene il termine "batteria" in questo contesto si riferisca all'intero pacco, le funzioni di monitoraggio e controllo sono utilizzate in particolare per si riferiscono a singole cellule o raccolte di cellule note come moduli nell'assemblaggio complessivo del pacco batteria.
Con la massima densità energetica, gli ioni di litio ricaricabile le celle sono l'opzione preferita per i pacchi batteria in una vasta gamma di beni di consumo, dai laptop alle automobili elettriche. Anche se funzionano incredibilmente bene, possono essere piuttosto spietate se utilizzate al di fuori di un ambiente relativamente piccolo Area operativa sicura (SOA), con conseguenze che possono variare dal deterioramento delle prestazioni della batteria fino a conseguenze seriamente dannose.
Come funziona il sistema di gestione della batteria?
La descrizione del lavoro per il sistema di gestione della batteria è senza dubbio complessa e sia la sua complessità generale che il suo ambito di supervisione possono toccare una varietà di discipline, tra cui quella elettrica, digitale, di controllo, termica e idraulica.
Non esiste un set di standard predeterminato o particolare che deve essere seguito nei sistemi di gestione delle batterie. L'estensione della progettazione tecnologica e le funzionalità effettivamente utilizzate sono in genere collegate a:
- Prezzo, complessità e dimensioni del pacco batteria
- Utilizzo della batteria e qualsiasi problema di sicurezza, durata e garanzia
- Requisiti di certificazione previsti da varie normative governative in cui la mancata implementazione di misure di sicurezza funzionale accettabili comporta gravi conseguenze finanziarie.
La gestione della protezione del pacco batteria e la gestione della capacità sono due elementi cruciali della progettazione BMS tra molti altri. Qui, esamineremo il funzionamento di queste due funzionalità. Protezione elettrica, che significa impedire alla batteria da danni causati dall'uso al di fuori del suo SOAe la protezione termica, che comprende la regolazione passiva e/o attiva della temperatura per mantenere o riportare il pacco nella sua SOA, sono le due aree principali della gestione della protezione del pacco batteria.
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Cos'è la gestione della carica in un BMS?
Indubbiamente, uno dei più importanti vantaggi prestazionali della batteria offerti da un BMS è la massimizzazione della capacità di un pacco batteria. Un pacco batteria potrebbe alla fine diventare inutile se questa manutenzione viene trascurata. Uno "stack" di pacchi batteria (serie di celle) non è totalmente uguale e intrinsecamente ha tassi di perdita o autoscarica leggermente variabili, che sono la radice del problema.
La perdita è una caratteristica chimica della batteria piuttosto che un problema del produttore, tuttavia statisticamente, potrebbe essere influenzato da piccole differenze nel processo di fabbricazione. Un pacco batteria potrebbe includere inizialmente celle ben abbinate, ma con il passare del tempo, la somiglianza tra le celle diminuisce ancora di più, non solo a causa dell'autoscarica ma anche a causa del ciclo di carica/scarica, delle alte temperature e del normale invecchiamento.
