Cos'è esattamente il BMS LiFePO4?
Qualsiasi sistema di batterie Lifepo4 deve disporre di un BMS poiché ha il compito di mantenere la salute e le massime prestazioni delle celle nel pacco batteria.
Ogni batteria ha un particolare intervallo di tensione, attuale, e la temperatura in cui può funzionare senza danni. La batteria potrebbe essere danneggiata in modo permanente (a causa del deterioramento dei componenti) o costituire potenzialmente un problema di sicurezza se uno o più di questi valori si discostano considerevolmente dall'intervallo raccomandato.
Tuttavia, come può un BMS impedirti di causare danni alla batteria?
Il BMS LiFePO4 gestisce il modo in cui la batteria viene caricata e scaricata. Così, la protezione BMS attiva e modifica rapidamente i parametri di ricarica o interrompe completamente l'elettricità da e verso il pacco batteria in caso di problemi durante queste procedure.
Le celle della batteria sono inoltre monitorate dal BMS per assicurarsi che funzionino correttamente. Per preservare la salute e la sicurezza della batteria, misura anche le variabili inclusa la tensione, attuale, e temperatura.
Il meccanismo per la gestione dei compiti primari delle batterie al litio ferro fosfato.
- Gestire le circostanze lavorative
Per ottenere il bilanciamento cellulare ed evitare danni cellulari, misurare i segnali che rappresentano la tensione, attuale, e la temperatura e regolare questi parametri.
- Formare una prognosi
Tieni traccia dei cambiamenti da cella a cella nel tempo, identificare gli errori, individuare potenziali pericoli, e avvisare il conducente (il conducente può quindi intraprendere le azioni appropriate per evitare questo rischio per la sicurezza).
- Raccolta e archiviazione dei dati Vengono registrati i segnali del lupo e delle singole cellule, e vengono memorizzati i dati relativi alla cronologia del ciclo di vita della batteria.
- Variabili stimate
Contattare i controllori per stabilire la comunicazione per il bilanciamento delle celle, valutando anche lo stato del pacco e delle celle, come lo stato di carica (Soc) e stato di salute (SOH).
Vari sistemi di gestione delle batterie al litio ferro fosfato.
Ce ne sono numerosi LifePo4 BMS disponibile, e variano in dimensioni a seconda delle dimensioni della batteria LiFePO4.
Alcuni non sono altro che circuiti stampati esposti con tutta l'elettronica:
Invece, alcuni nascono dalla necessità di proteggere il BMS dalle influenze esterne. Potrebbero essere resistenti alla polvere, ignifugo, e impermeabile.
Anche, alcune alternative dispongono di moduli Bluetooth che ti consentono di gestire e tenere d'occhio la batteria tramite un'app sul telefono.
Come funziona il BMS LiFePO4?
Il BMS LiFePO4 è costituito da una serie di blocchi funzionali hardware e software che sono stati programmati con compiti di monitoraggio e controllo delle circostanze di carica e scarica del pacco batteria al fine di proteggerlo.
Un BMS forte dovrebbe offrire difesa contro:
Sotto- e sovratensioni.
Squilibrio cellulare con over- e sottocorrenti.
Temperature sotto e surriscaldate.
Tensione e corrente di interruzione
Il sistema di gestione della batteria è composto da transistor che interrompono l'alimentazione dal caricabatterie alla batteria o dalla batteria al carico in base alla corrente e alla tensione.
Questi transistor fungono da interruttori, e si spengono per salvaguardare la batteria da sovratensioni quando il monitor di tensione della batteria rileva una tensione superiore a quella gestibile dal sistema.
Equilibrio cellulare
Il compito principale del BMS LiFePO4 include anche quello di garantire che le celle del pacco batteria siano ben bilanciate.
Quando le cellule sono in equilibrio, le loro letture di tensione sarebbero le stesse se misurassi la tensione di ciascuno separatamente. Ciò aiuta a prevenire la carica e la scarica incoerenti della batteria.
Il BMS regola la corrente di carica di una o più celle individuali del pacco batteria in modo che si discosti dalla corrente del pacco di uno dei seguenti:
Per evitare il sovraccarico e consentire alle batterie meno cariche di ricevere più corrente di carica, la batteria più carica deve essere scarica. Questo crea “altezza libera” per una corrente di carica extra.
Consente a un numero inferiore di celle cariche di ricevere corrente di carica per un periodo di tempo più lungo fino al raggiungimento del saldo cellulare reindirizzando la corrente di carica (né totalmente né parzialmente) alle celle meno cariche.
Controllo della temperatura
Il sensore di temperatura invia all’unità di monitoraggio BMS un segnale che indica la temperatura della batteria. Il BMS interrompe immediatamente l'alimentazione alla batteria se viene rilevata una temperatura di carica o scarica potenzialmente pericolosa, eliminando eventuali problemi di sicurezza causati da surriscaldamento o sottotemperatura.
Il BMS ha molte misure di protezione codificate; la maggior parte è troppo complicata da elencare. Per proteggere le batterie da qualsiasi tensione estrema immaginabile, attuale, temperatura, cortocircuito, squilibrio cellulare, ecc. Puoi migliorare le prestazioni e la longevità della batteria con BMS.
È una batteria LiFePO4 in grado di caricarsi senza BMS?
SÌ, Le batterie LiFePO4 possono essere caricate senza BMS. Tuttavia, farlo potrebbe essere dannoso e non è consigliato.
Fuga termica, che potrebbero provocare incendi o esplosioni, può essere attivato fornendo al pacco batteria una tensione o corrente di carica superiore a quella consigliata.
Se decidi di caricare una batteria LiFePO4, dovresti, almeno, fare molta attenzione a rispettare i parametri di ricarica, come tensione, attuale, e temperatura (o qualsiasi batteria). Misuratori di tensione e corrente, nonché sensori di temperatura per le celle della batteria, può essere utilizzato per questo.
In questo modo, sarai in grado di rilevare qualsiasi stress sulla batteria e modificare l'ambiente secondo necessità.
Anche, se non viene utilizzato un BMS, la durata della batteria potrebbe risentirne. Di conseguenza, non sopravvive quanto un BMS che garantisce condizioni di lavoro ideali.
Come si può selezionare il BMS giusto per una batteria LiFePO4?
Le batterie LiFePO4 hanno numerosi vantaggi, tuttavia possono essere molto costosi. Così, potresti prendere in considerazione la possibilità di produrre il tuo LiFePO4.
Se questo è il caso, è essenziale utilizzare il BMS appropriato per la batteria LiFePO4 per garantire il funzionamento sicuro e affidabile della batteria.
La dimensione del sistema di batterie, in particolare la tensione nominale e la capacità, ha un impatto significativo sulla selezione del BMS LiFePO4 appropriato.
Guarda prima alcune caratteristiche pertinenti della batteria, come tensione, amperaggio, capacità, e classificazione C, per comprendere meglio i criteri per la scelta del giusto BMS per un pacco batterie LiFePO4.
Voltaggio
La tensione in un circuito è la differenza di potenziale tra due posizioni (la tensione si misura in volt, V).
Voltaggio, in altre parole, è la pressione o la forza prodotta dalla corrente che scorre attraverso un circuito.
Un pacco batteria è composto da numerose batterie singole. La tensione nominale di un pacco batteria dipende dalla quantità di celle (e la loro chimica) dentro.
La tensione nominale per una singola cella LiFePO4 è 3,2 V. Di conseguenza, un pacco batteria con quattro celle LiFePO4 collegate in serie ha una tensione nominale di 12,8 V.
Amperaggio
La corrente elettrica è misurata in ampere. Mostra quanti elettroni si muovono attraverso un punto particolare in un circuito in un determinato periodo di tempo. In altri termini, si riferisce alla velocità con cui gli elettroni si muovono attraverso un circuito.
Alimentazione a batteria
Gli ampere vengono utilizzati per misurare la capacità della batteria (mAh per batterie piccole). Mostra la corrente massima che una batteria è in grado di produrre per un'ora prima che venga raggiunta la tensione di interruzione di ciascun tipo di batteria.
Tasso C
Scarica della batteria (o addebitare) la tariffa è misurata in termini di tariffa C in relazione alla capacità nominale.
Secondo una tariffa 1C, la corrente di scarica scaricherà completamente la batteria in un'ora. Una batteria da 100 Ah può quindi produrre 100 A per un'ora alla velocità di 1°C.. Fornirà 50 A per due ore se la sua velocità C è 0,5 C, d'altra parte.
Come si calcola la dimensione del BMS?
La dimensione BMS LiFePO4 ideale della batteria dovrebbe essere compatibile con le specifiche LiFePO4. Ad esempio, È necessario utilizzare un BMS classificato per un pacco batteria da 12 V.
La valutazione attuale del BMS è più significativa. È necessario calcolare la potenza massima (in watt) che verrà estratto dalla batteria per dimensionare correttamente un BMS LiFePO4. Le seguenti sono le cause:
Come calcolare la potenza è il seguente:
Voltaggio (V) x L'amperaggio equivale alla potenza (W) (UN)
Prendi in considerazione la costruzione di un sistema solare con un inverter da 2000 W per alimentare un carico da 1800 W. Stai pensando di utilizzare un BMS da 100 A e un pacco batteria LiFePO4 da 12 V per connetterti a questo sistema.
La potenza massima che puoi assorbire dal sistema è 1200 W se estrai 100 A dalla batteria da 12 V (il massimo che il tuo BMS da 100 A può gestire in sicurezza).
12V moltiplicato 100 A equivale a 1200 W di potenza.
Questo sistema non ti consentirà di alimentare carichi superiori a 1200 W, e il tuo BMS da 100 A non funzionerà con il sistema solare da 2000 W che desideri costruire.
Tuttavia, se utilizzi un BMS da 200 A, la potenza massima del sistema sale a 2400W:
12V moltiplicato 200 A equivale a 2400 W di potenza.
Il tuo sistema da 2000 W ora dispone di un BMS compatibile.
D'altra parte, se la tensione nominale della batteria è superiore a 12 V, un BMS da 100A ti permetterà di dissipare più potenza:
Per un pacco batteria da 24 volt: Potenza massima (W) è pari a 24 V per 100 A.
Per un pacco batteria da 48 volt: Potenza massima (W) = 48 V x 100 A = 4800 W
Per essere compatibile con il tuo sistema di batterie, questo BMS da 100 A deve essere classificato per la stessa tensione.
L'utilizzo della capacità e del tasso C può aiutarti a valutare se un BMS è in grado di gestire il tuo sistema di batterie.
Ad esempio, il BMS dovrebbe essere in grado di gestire almeno 40 A se si dispone di un pacco batteria da 200 Ah con un C-rate massimo di 0,2 C per un determinato carico perché: 200Ah x 0,2 C = 40 A max, consegna 5 ore
Ultimo, ma non per importanza
Insomma, scegli un BMS con una corrente di carica superiore a quella che utilizzerai per caricare la batteria e una corrente di scarica continua leggermente superiore alla corrente per cui utilizzerai la batteria. Lascia sempre spazio agli imprevisti.
Verifica che sia idoneo anche per la configurazione della batteria: 8 cellule per 8 cellule, 16 cellule per 16 cellule, ecc., sono tutti esempi di dimensioni delle celle. Anche il numero di cavi di campionamento che collegano il BMS alle batterie riflette questo (dovrebbe esserci un filo per batteria).
Ultimo, ma non per importanza, conferma che il tuo BMS LiFePO4 ha tutte le funzionalità che potresti desiderare, compreso il bilanciamento delle cellule, custodia antiurto, un modulo bluetooth controllabile e programmabile tramite app, ecc.
Conclusione
Il BMS è una parte essenziale del sistema batteria poiché monitora le celle della batteria e garantisce che funzionino correttamente insieme all'interno del pacco batteria.
Per assicurarti che la batteria funzioni in modo efficace e sicuro, misura anche altre caratteristiche di carica e scarica, compresa la tensione, attuale, e temperatura.
Il BMS prenderà provvedimenti per affrontare il problema, che può comportare lo spegnimento completo del sistema batteria, se una batteria inizia a scaricarsi.
COSÌ, la scelta del BMS giusto influirà in modo significativo sul ciclo di vita e sulle prestazioni complessive del pacco batteria.
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