¿Qué es el Sistema de Gestión de Baterías Solar? (Guía Completa)
Sistema de gestión de batería estructura exterior solar y conexión de cableado
Somos afortunados de vivir en una era de tecnología avanzada y disfrutar de las sorpresas que trae la alta tecnología. Pero ahora la alta tecnología a menudo es inseparable del soporte de energía. Y los arreglos de baterías grandes se pueden usar como sistemas de almacenamiento de energía para respaldo y fuente de alimentación continua. baterías de almacenamiento de energía, por lo que este uso está recibiendo cada vez más atención.
En la actualidad, la batería de almacenamiento de energía más utilizada debería ser la batería lifepo4. Para un paquete de baterías de almacenamiento de energía, un sistema de gestión BMS completamente funcional es muy importante, lo que puede mejorar la eficiencia del paquete de baterías de almacenamiento de energía. Dale juego completo.
En este artículo, enumeraré en detalle las funciones y tipos de sistemas BMS. Que todos comprendan mejor la importancia de BMS. Preste atención a las normas de seguridad del almacenamiento de energía. aplicaciones de baterías en los hogares o industrias.
¿Qué es un BMS?
El nombre general de BMS es Sistema de gestión de batería, que es un sistema de control para proteger la seguridad del uso de la batería. Es principalmente para la gestión inteligente y el mantenimiento de cada unidad de batería, para evitar la sobrecarga y la descarga excesiva de la batería, para prolongar la vida útil de la bateríay para controlar el estado de la batería.
El BMS La unidad del sistema de gestión de baterías incluye un sistema de gestión de baterías BMS, un módulo de control, un módulo de visualización, un módulo de comunicación inalámbrica, equipo eléctrico, un paquete de baterías para alimentar equipo eléctrico, y un módulo de recolección para recolectar información de la batería del paquete de baterías.
Estructura del sistema BMS
(1) placa base
Recopile la información de muestreo de cada placa esclava, comuníquese con la batería a través de la interfaz, controle la acción del relé en la BDU, monitoree los diversos estados de la batería y garantice el uso seguro de la batería durante la carga y descarga.
(2) Tarjeta esclava
Supervise el voltaje de la celda del módulo, la temperatura de la celda y otra información, y transmita la información a la placa principal, con una función de equilibrio de la batería. El modo de comunicación entre la placa esclava y la placa principal suele ser comunicación CAN/RS232/RS485.
(3) BDU
Conectado a la carga de alto voltaje del vehículo y al arnés de carga rápida a través de la interfaz eléctrica de alto voltaje, incluido el circuito de precarga, el relé positivo total, el relé negativo total, el relé de carga rápida, etc., controlado por la placa principal .
(4) Tablero de control de alto voltaje
Puede estar integrado en la placa principal o puede ser independiente. Supervisa el voltaje y la corriente del paquete de baterías en tiempo real y también incluye funciones de detección de precarga y detección de aislamiento.
Las 4 funciones principales del sistema de gestión de batería solar
1. Función de medición
Puede medir el voltaje y la temperatura de la celda individual en tiempo real, y medir el voltaje y la corriente del terminal del paquete de baterías y otros parámetros. Para garantizar el funcionamiento seguro, fiable y estable de la batería, la garantía
El servicio vida Los requisitos de toda la batería cumplen con los requisitos para un control óptimo del funcionamiento de la batería individual y del paquete de baterías.
Ideal para uso estacionario y móvil de miles de vatios a cientos de kW de potencia, las fuentes de alimentación de respaldo basadas en baterías pueden alimentar de manera confiable y eficiente una variedad de usos.
2. Función de diagnóstico SOC en línea
Sobre la base de la recopilación de datos en tiempo real, se establece un modelo de diagnóstico y análisis matemático experto para medir en línea el SOC de energía restante de la batería. La capacidad restante de la batería y el tiempo de uso confiable bajo lo siguiente.
Hay muchos desafíos en la implementación de un sistema de gestión de baterías para aplicaciones de almacenamiento de energía, y la solución no es simplemente "escalar" desde el sistema de gestión de un paquete de baterías pequeño y de menor capacidad. En cambio, se requieren estrategias nuevas y más complejas y componentes de apoyo clave.
3. Función de alarma de funcionamiento del sistema de batería
Cuando el sistema de la batería tiene sobrevoltaje, bajo voltaje, sobrecorriente, alta temperatura, baja temperatura, anormalidad de comunicación, anormalidad de BMS, etc., puede mostrar y cargar, informar información de alarma.
El punto de partida del desafío es que se requiere que los valores medidos de muchos parámetros de la batería tengan una alta precisión y confiabilidad. (Puedes leer sobre "Cómo probar la capacidad real de la batería")
Además, la planificación de los subsistemas debe ser modular para permitir que la configuración se adapte a las necesidades específicas del usuario, teniendo en cuenta los posibles requisitos de expansión, los problemas generales de gestión y el mantenimiento necesario.
4. Función de protección del sistema de batería
Para condiciones de fallas anormales, como sobrevoltaje grave, bajo voltaje o sobrecorriente (cortocircuito) de la batería que pueden ocurrir durante el funcionamiento, la unidad de control de alto voltaje se da cuenta rápidamente
Corte el circuito de la batería rápidamente, aísle el punto de falla y emita información de alarma de sonido y luz a tiempo para garantizar la seguridad y el funcionamiento del sistema.
Los tipos de BMS
La topología es muy importante para BMS porque afectará el costo del sistema, la confiabilidad, la conveniencia de instalación y mantenimiento y la precisión de la predicción de la medición. Desde la perspectiva de la topología, BMS se puede dividir en cuatro tipos: centralizado, modular, maestro-esclavo y distribuido de acuerdo con los diferentes requisitos del proyecto.
(1) Centralizado
Centralizado, también llamado integrado. Consiste en empaquetar todo el BMS en un dispositivo y tirar los cables para conectar a la batería conductora.
Ventaja:
- Estructura compacta, a menudo solo una caja.
- Entonces el precio también es más barato.
- El mantenimiento es relativamente simple y, a menudo, es suficiente para reemplazar el conjunto.
Desventaja:
- La escalabilidad es pobre. Si se finaliza un producto y se quiere ampliar, hay que rediseñarlo.
- El riesgo de seguridad es grande porque el arnés de cableado es demasiado largo y causará una serie de riesgos de seguridad.
(2) Modulares
Es muy similar al BMS centralizado, pero el BMS modular está dividido en muchos submódulos idénticos y los cables de cada paquete están conectados a diferentes partes dentro de todo el panel de la batería para monitorear un área determinada.
Aunque son módulos con la misma función, en realidad habrá un módulo asignado como módulo principal para gestionar y despachar todo el Paquete de baterías y comunicación con el mundo exterior.. Los otros BMS esclavos se comunican con el maestro BMS a través del bus de comunicación, pero sus funciones son las mismas.
Ventaja:
- El BMS centralizado está miniaturizado y en cascada múltiple, por lo que tiene la mayoría de las ventajas del centralizado, como el fácil mantenimiento.
- El peligro potencial para la seguridad es pequeño. Debido a la pequeña escala de un solo módulo, el cable del submódulo a la batería individual será relativamente corto y puede estar más cerca de la batería, evitando así peligros ocultos y errores causados por cables demasiado largos.
- Fácil de expandir, se pueden agregar más submódulos para lograr la expansión.
Desventaja:
- Es necesario agregar cables adicionales. En comparación con el tipo centralizado, el paso a paso modular debe conectarse al paquete de baterías y también se requieren conexiones de cables entre cada módulo.
- El costo es alto, razón principal por la que las funciones de cada módulo son las mismas, pero no se utilizarán todas las funciones, lo que genera desperdicio, especialmente los módulos subordinados, que no tienen muchas funciones prácticas.
(3) Maestro-esclavo
Una versión mejorada del módulo, que separa los módulos según las funciones maestro-esclavo. Elimine funciones que no se utilizan del módulo, lo que puede reducir un gran costo.
El BMS principal es responsable de relativamente muchas funciones, incluidos el cálculo, la previsión, la toma de decisiones, la comunicación, etc. La unidad esclava básicamente es responsable únicamente de la medición.
Ventaja:
- Es equivalente a heredar la mayoría de las ventajas de la estructura modular mientras se reduce el costo de expansión.
(4)Distribuido
En las topologías anteriores no se instalarán todo tipo de equipos electrónicos en una sola batería, y básicamente se miden tirando el cable.
Pero en el sistema distribuido, nuestra unidad de medida y otros equipos electrónicos se instalan directamente en la placa de circuito integrada con la batería individual. La ventaja de esto es que, en comparación con los anteriores, la conexión entre el BMS y la batería única básicamente se eliminó.
Entonces es un poco como el tipo maestro-esclavo en el sentido de que también tendrá un controlador que será responsable del cálculo, la predicción, la toma de decisiones y otros trabajos. La comunicación entre módulos se basa en el bus. En el coche, generalmente usamos el bus CAN.
Cada una de nuestras unidades contiene un circuito de adquisición, y la MCU con bus CAN puede enviar y recibir información directamente a través de la comunicación del bus.
Ventaja:
- Tiene una escalabilidad extremadamente alta y se puede extender a una sola batería.
- La fiabilidad de la conexión es alta, básicamente no hay cables excesivamente largos y la batería y el circuito de medición están estrechamente integrados, lo que también reduce las interferencias y los errores. La seguridad también es alta.
- Fácil de mantener, solo se necesita reemplazar una pequeña unidad si algo sale mal.
Desventaja:
- El costo es muy alto, porque cada unidad agrega un conjunto de equipos, por lo que el costo total es muy alto.
- El volumen es demasiado grande y hay un sistema de medición al lado de cada celda de cada batería, lo que afectará el volumen de todo el panel de la batería. Ahora, algunos circuitos integrados también se pueden hacer muy pequeños, y este factor de influencia se volverá cada vez más débil.
La posición de BMS en el sistema de batería
El BMS centralizado integrado maestro-esclavo se conectará directamente al módulo de batería (comúnmente encontrado en menos de 24 cadenas, 8 cadenas/10 cadenas/12 cadenas/16 cadenas/24 cadenas) en el estado de PCBA.
El BMS distribuido de separación maestro-esclavo vinculará los módulos de batería (menos de 24 cadenas) con el CSC de control esclavo, y luego varios CSC de control esclavo se conectarán en cascada al control maestro de BMU. El control principal es responsable de la comunicación y emisión de instrucciones.
Resumir
El sistema de gestión de baterías BMS es de gran importancia para proteger la seguridad de los paquetes de baterías de almacenamiento de energía, los vehículos eléctricos, el equipo de la estación de carga y el personal. Queda por verificar si BMS se puede usar normalmente en entornos extremos de alta y baja temperatura. El personal de I+D pertinente debe explorar activamente, investigar continuamente nuevas tecnologías y promover BMS. La actualización del sistema de gestión de la batería puede satisfacer mejor las necesidades de vida de las personas.