BMS pour batterie lithium-ion
Le BMS pour batteries lithium-ion joue le rôle principal dans le fonctionnement de la batterie au lithium. Comme nous le savons tous, les batteries LiFePO4 contiennent beaucoup de puissance et de valeur dans un petit boîtier.. La chimie de ces batteries est l’élément principal de leurs performances supérieures. Mais toutes les batteries LiFePO4 commerciales réputées incluent également un autre facteur important en plus des cellules de la batterie elles-mêmes.: un système de gestion électronique de la batterie soigneusement conçu (Bms). Un système de gestion de batterie bien conçu protège, ce 100% le test garantit une capacité de production plus élevée, capacité de batterie plus élevée, et des engagements de garantie réduits. Un excellent BMS peut également détecter l'humidité de la batterie LiFePO4 pour éviter les accidents.
Toutes nos batteries LiFePO4 incluent un BMS interne ou externe. Voyons comment un BMS protège et optimise le fonctionnement d'une batterie LiFePO4.
1. Protection contre les surintensités et les courts-circuits
Chaque batterie a un courant maximum spécifié pour un fonctionnement sûr. Si une charge est appliquée à la batterie qui consomme un courant plus élevé, cela peut provoquer une surchauffe de la batterie. Lorsqu’il est important d’utiliser la batterie de manière à maintenir la consommation de courant inférieure à la spécification maximale, le BMS agit à nouveau comme un filet de sécurité contre les conditions de surintensité et déconnecte la batterie du fonctionnement.
Ces concepts de protection peuvent être mieux compris avec un exemple utilisant l'une des batteries de Spaceflight Power., c'est 12.8 volt 9 batterie ampère-heure avec un courant de décharge continu maximum de 20 ampères. Le premier niveau de protection contre les décharges de surintensité se produit lorsque la batterie se décharge entre 20 et 30 ampères avec un retard de 10 secondes. Pour libérer la protection, la charge doit être retirée pour 15 secondes. Le deuxième niveau de protection se produit lorsque la batterie se décharge entre 25 et 35 amplis pour 3 secondes. La protection est à nouveau libérée lors du retrait de la charge pendant 15 secondes. Le troisième niveau de protection intervient lorsque la batterie est déchargée entre 40 et 50 amplis pour 31 millisecondes. Comme les autres versions, la protection est libérée lors du retrait de la charge pour 15 secondes. Les multiples niveaux de protection permettent à la batterie de se décharger à un rythme élevé pour gérer les demandes de surtension sans endommager la batterie..
Un court-circuit de la batterie est la forme la plus grave de surintensité.. Cela se produit généralement lorsque les électrodes sont accidentellement connectées à un morceau de métal.. Le BMS pour batteries lithium-ion contient un circuit équilibré et des circuits supplémentaires qui contrôlent les paramètres de la batterie en la protégeant contre les décharges excessives et les décharges excessives.. La batterie s'éteint dans 200-600 microsecondes d'un court-circuit externe, puis reprend le fonctionnement normal si la condition de court-circuit est supprimée.
2. Surtension et sous-tension
Les cellules de batterie LiFePO4 fonctionnent en toute sécurité sur une plage de tensions, généralement de 2,0 V à 4,2 V. Certaines compositions chimiques du lithium donnent naissance à des cellules très sensibles aux surtensions., mais les cellules LiFePO4 sont plus tolérantes. Toujours, une surtension importante pendant une période prolongée pendant la charge peut provoquer la formation de plaques de lithium métallique sur l'anode de la batterie, ce qui dégrade de manière permanente les performances.. De plus, le matériau de la cathode peut s'oxyder, devenir instable, et produisent du dioxyde de carbone qui peut provoquer une accumulation de pression dans la cellule.
La sous-tension pendant la décharge de la batterie est également un problème lors de la décharge d'une cellule LiFePO4 en dessous d'environ 2,0 V, ce qui entraîne une rupture des matériaux de l'électrode.. Les batteries au lithium ont une tension de fonctionnement minimale recommandée. Par exemple, la tension minimale recommandée est de 11 V. Le BMS pour batterie lithium-ion agit comme une sécurité intégrée pour déconnecter la batterie du circuit si une cellule tombe en dessous de 2,0 V..
3. Circuit d'équilibre au lithium
Les batteries LiFePO4 présentent une différence majeure par rapport aux batteries au plomb lorsqu'il s'agit d'équilibrer la tension dans chaque cellule pendant sa charge.. En raison de petites différences dans les conditions de production ou de fonctionnement, chaque cellule d'une batterie se charge à un rythme légèrement différent. Dans une batterie au plomb, lorsqu'une cellule se charge plus rapidement et atteint sa pleine tension, le courant de charge typique à l'extrémité inférieure, avec le retour de surcharge, garantira que les autres cellules seront complètement chargées. Dans un sens, les cellules d'une batterie au plomb s'auto-égalisent pendant la charge.
Ce n'est pas le cas des batteries LiFePO4. Lorsqu'une cellule LiFePO4 est complètement chargée, sa tension commence à augmenter encore, ce qui peut endommager les électrodes. Dans les piles au lithium, dès que la cellule à tension la plus basse atteint la coupure de tension de décharge, cela éteindra toute la batterie. Cela peut signifier que certaines cellules ont de l'énergie inutilisée. De même, si les cellules ne sont pas équilibrées lors de la charge, la charge sera interrompue dès que la cellule avec la tension la plus élevée atteint la tension de coupure, et toutes les cellules ne seront pas complètement chargées.
Charger et décharger continuellement une batterie déséquilibrée réduira la capacité de la batterie au fil du temps.. Voilà, certaines cellules seront complètement chargées, et d'autres ne le feront pas, résultant en une batterie qui pourrait ne jamais atteindre 100% État d'accusation.
Un bien conçu Batterie BMS garantira que chaque cellule se charge complètement et en toute sécurité avant que l'ensemble du processus de charge ne soit terminé.
4. Surchauffe
Contrairement aux batteries au plomb ou au lithium-oxyde de cobalt, Les batteries LiFePO4 fonctionnent efficacement et en toute sécurité à des températures allant jusqu'à 60 ℃ ou plus. Mais à des températures de fonctionnement et de stockage plus élevées, comme toutes les batteries, les matériaux des électrodes commenceront à se dégrader. Une batterie LiFePO4 avec BMS utilise des thermistances intégrées pour surveiller activement la température pendant le fonctionnement, et il déconnectera la batterie du circuit à une température spécifiée.
Conclusion
Les batteries LiFePO4 sont constituées de bien plus que de simples cellules individuelles connectées entre elles.. Ils comprennent également un système de gestion de batterie (Bms) lequel, bien qu'il ne soit généralement pas visible pour l'utilisateur final, s'assure que chaque cellule de la batterie reste dans des limites sûres. Donc, le pack batterie LiFePO4 doit être équipé d'un système de gestion de batterie LiFePO4 ciblé Bms pour surveiller efficacement, protéger, équilibre, et alarme de défaut de la batterie, améliorant ainsi l'efficacité et la durée de vie de l'ensemble de la batterie LiFePO4. Le BMS pour batteries lithium-ion est comme le cerveau des êtres humains, sans BMS, la batterie ne peut pas fonctionner correctement.
