Ett batteripaket, som är en sammansättning av battericeller elektriskt organiserade i en rad-för-kolumn-matriskonfiguration, styrs av ett batterihanteringssystem (BMS), en teknik utformad för att leverera ett riktat spännings- och strömområde under en tidsperiod mot förväntade belastningsscenarier.
En BMS ger ofta följande tillsyn:
- Håller på med batteriet
- Skyddar batterierna
- Fastställande av ett batteris driftsstatusuppskattning
- Förbättrar batteriets prestanda kontinuerligt
- Uppdatering av externa enheter om driftstatus
Även om termen ”batteri” i detta sammanhang avser hela batteripaketet, används övervaknings- och styrfunktionerna särskilt för att hänvisa till enskilda celler eller samlingar av celler, så kallade moduler, i den övergripande batteripaketenheten.
Med maximal energitäthet är uppladdningsbara litiumjonbatterier det självklara valet för batteripaket i en mängd olika konsumentvaror, från bärbara datorer till elbilar. Även om de fungerar otroligt bra kan de vara ganska oförlåtande om de används utanför ett relativt litet säkert driftområde (SOA), med resultat som kan variera från försämrad batteriprestanda till allvarligt skadliga konsekvenser.
Hur fungerar batterihanteringssystemet?
Arbetsbeskrivningen för batterihanteringssystemet är utan tvekan svår, och både dess allmänna komplexitet och dess omfattning av tillsyn kan beröra en mängd olika discipliner, inklusive elektrisk, digital, kontroll, termisk och hydraulisk.
Det finns inte en förutbestämd eller speciell uppsättning standarder som måste följas i batterihanteringssystem. Omfattningen av teknikdesignen och de funktioner som faktiskt används hänger vanligtvis samman med:
- Batteripaketets pris, komplexitet och storlek
- Användning av batteriet och eventuella frågor om säkerhet, hållbarhet och garanti
- Certifieringskrav från olika myndighetslagstiftning där det får allvarliga ekonomiska konsekvenser för att inte genomföra acceptabla funktionssäkerhetsåtgärder.
Hantering av batteripaketets skydd och kapacitetshantering är två viktiga BMS-designelement bland många andra. Här ska vi gå igenom hur dessa två funktioner fungerar. Elektriskt skydd, vilket innebär att förhindra att batteriet skadas av användning utanför dess SOA , och termiskt skydd, vilket omfattar passiv och/eller aktiv temperaturreglering för att hålla eller flytta batteriet till dess SOA, är de två huvudområdena för hantering av batteripaketets skydd.
Läs också: Vad är årlig solenergibesparing?
Vad är Charge Management i en BMS?
Utan tvekan är en av de viktigaste fördelarna med batteriprestanda som ett BMS erbjuder att maximera ett batteripakets kapacitet. Ett batteripaket kan så småningom bli värdelöst om detta underhåll försummas. Ett batteripaket "stack" (serier av celler) är inte helt lika och har i sig något varierande läckage- eller självurladdningshastigheter, vilket är roten till problemet.
Läckage är snarare en kemisk egenskap hos batteriet än ett tillverkarproblem , men statistiskt sett kan det påverkas av små skillnader i tillverkningsprocessen. Ett batteripaket kan initialt innehålla välmatchade celler, men med tiden minskar likheten mellan cellerna ännu mer, inte bara på grund av självurladdning utan också på grund av laddnings-/urladdningscykler, höga temperaturer och normalt åldrande.
