A LiFePO4 BMS (akumuliatorių valdymo sistema)yra elektroninė plokštė, kuri stebi, apsaugo ir balansuoja ličio geležies fosfato (LiFePO4) akumuliatorių bloką. Ji yra tarp akumuliatoriaus elementų ir likusios elektros sistemos, nuolat matuojanti įtampą, srovę ir temperatūrą, kad kiekvienas elementas veiktų saugiame diapazone.

Be pastatų valdymo sistemos (BMS), LiFePO4 akumuliatorius neturi integruotos apsaugos nuo perkrovimo, per didelio iškrovimo, trumpųjų jungimų ar elementų disbalanso – bet kuris iš šių veiksnių gali sutrumpinti akumuliatoriaus tarnavimo laiką arba, blogiausiu atveju, sukelti pavojų saugai. Štai kodėl didžioji dauguma komerciškai parduodamų LiFePO4 akumuliatorių, skirtų saulės energijos kaupimui, elektromobiliams, laivams, nameliams ant ratų ar atsarginiam energijos tiekimui, tiekiami su specialia BMS sistema, o ne vien tik įkrovikliu ar keitikliu.

Kodėl LiFePO4 baterijoms reikalinga BMS?

LiFePO4 elementai iš esmės yra termiškai stabilesni nei kiti ličio chemikalai, tokie kaip NCM (nikelio kobalto manganas) arba NCA (nikelio kobalto aliuminis), kurie yra plačiai naudojami stacionariam saugojimui ir daugeliui mobilumo pritaikymų. Tačiau „stabilesnis“ nereiškia, kad „nereikia valdymo“. Daugiaelementis LiFePO4 akumuliatorius vis dar susiduria su trimis pasikartojančiomis problemomis, kurioms spręsti specialiai sukurta BMS:

• Elemento įtampos poslinkis.Net tos pačios gamybos partijos elementai nesensta vienodai. Per šimtus ciklų nedideli gamybos skirtumai susikaupia ir sukuria reikšmingus įtampos skirtumus tarp elementų – būtent šiai problemai ištaisyti ir sukurta balansavimo grandinė.
• Plokščia iškrovos kreivė.LiFePO4 įtampos kreivė didžiojoje įkrovos būsenos dalyje yra itin plokščia, todėl sunku įvertinti likusią talpą vien pagal įtampą. Akumuliatoriaus valdymo sistema (BMS) su Kulono skaičiavimu – tiksliu srovės kiekiu, tekančio į akumuliatorių ir iš jo laikui bėgant, o ne skaičiuojančiu vien pagal įtampą – pateikia tikslesnį įkrovos būsenos rodmenį.
• Siauras saugus veikimo langas kraštutiniuose taškuose.LiFePO4 elementai yra atsparūs įkrovimo diapazono viduryje, tačiau vis tiek reikia griežtų iškrovų esant pilnam įkrovimui ir giliam iškrovimui, kad būtų išvengta ilgalaikio talpos praradimo.

Nuo ko iš tikrųjų apsaugo LiFePO4 BMS?

Tinkamai parinkta ličio akumuliatorių blokų BMS sistema atlieka šias apsaugos funkcijas:

1. Apsauga nuo perkrovos– atjungia įkrovimą, kai bet kuris elementas pasiekia viršutinę įtampos ribą
2. Apsauga nuo perkrovos— nutraukia apkrovą prieš tai, kai elemento įtampa nukrenta tiek žemai, kad būtų padaryta negrįžtama žala
3. Apsauga nuo viršsrovės / trumpojo jungimo— nutraukia grandinę, jei srovė viršija vardinę ribą
4. Apsauga nuo perkaitimo— sustabdo įkrovimą arba iškrovimą už saugios temperatūros ribų
5. Ląstelių balansavimas— pasyviai arba aktyviai išlygina įtampą visuose nuosekliosios grandinės elementuose

Aktyvus balansavimas ir pasyvus balansavimas LiFePO4 BMS sistemoje

Pasyvus balansavimasper rezistorių išleidžia aukštesnės įtampos elementų energijos perteklių kaip šilumą, kol likusi baterijos dalis ją pasivys. Tai paprasta, nebrangu ir tinka mažesniems baterijos elementams arba taikymams, kur įkrovimo ciklai yra reti.

Aktyvus balansavimasperduoda energiją iš aukštesnės įtampos elementų į žemesnės įtampos elementus, o ne išsklaido ją kaip šilumą. Tai efektyviau, generuoja mažiau šilumos ir paprastai lemia greitesnį balansavimą bei geresnę ilgalaikę akumuliatoriaus būklę – tai yra dar svarbiau, didėjant akumuliatoriaus dydžiui, elementų skaičiui ir ciklų dažniui (dideli ESS akumuliatoriai, kasdien cikluojami saulės energijos kaupimo įrenginiai, didelės talpos elektromobilių akumuliatoriai).

Mažiems, mažai ciklų turintiems akumuliatoriams dažnai pakanka pasyvaus balansavimo. Didesnėms arba daug ciklų turinčioms LiFePO4 sistemoms aktyvus balansavimas yra vertas papildomų išlaidų.

Kaip pasirinkti tinkamą LiFePO4 BMS

Lyginant ličio baterijų blokų BMS sistemas, keturios specifikacijos lemia, ar ji iš tikrųjų tinka jūsų sistemai:

1. Ląstelių skaičius (S-skaitmuo).BMS turi tiksliai atitikti jūsų akumuliatoriaus serijos konfigūraciją – 4S BMS 12 V akumuliatoriui, 8S 24 V, 16S 48 V ir t. t. (remiantis LiFePO4 maždaug 3,2 V nominalia celės įtampa). Neteisingas S skaičius yra viena iš dažniausių BMS nesuderinamumo priežasčių.
2. Nuolatinė ir maksimali srovės vertė.BMS parinkimo kriterijus pasirinkite pagal faktinį maksimalų srovės suvartojimą, o ne tik pagal tipinį, ir palikite erdvės srovei – BMS, nuolat veikianti esant absoliučiai srovės ribai, greičiau įkais ir sens.
3. Balansavimo tipas ir balansavimo srovė.Kaip minėta pirmiau, pasirinkite pasyvų ir aktyvų balansavimą pagal pakuotės dydį ir ciklų dažnį ir patikrinkite balansavimo srovę (mA) – didesnė balansavimo srovė reiškia greitesnį išlyginimą didesniuose paketuose.
4. Ryšio protokolas.Jei BMS sistemai reikia susisiekti su keitikliu, stebėjimo programėle arba transporto priemonės CAN tinklu, prieš pirkdami, o ne po įdiegimo, įsitikinkite, kad ji palaiko tinkamą protokolą – dažniausiai RS485, CAN magistralę, UART arba „Bluetooth“.

LiFePO4 BMS pagal įtampą: 12 V, 24 V ir 48 V / 51,2 V sistemos

LiFePO4 BMS plokštės paprastai nurodomos pagal nominalią sistemos įtampą, kuri atitinka konkretų elementų skaičių:

• 12 V sistemos (4S):labiausiai paplitusi nešiojamų maitinimo šaltinių, mažų saulės energijos sistemų ir įkraunamų baterijų keitimo konfigūracija
• 24 V sistemos (8S):įprasta jūrų, kemperių ir vidutinio dydžio saulės energijos įrenginiuose
• 48 V / 51,2 V sistemos (16S):labiausiai paplitusi įtampos klasė namų energijos kaupimui, didesnėms saulės energijos įrenginiams ir daugumai komercinių ESS stovų

Ląstelių skaičius apskaičiuojamas pagal LiFePO4 ~3,2 V nominalią kiekvienos ląstelės įtampą: 4 × 3,2 V ≈ 12,8 V, 8 × 3,2 V ≈ 25,6 V, 16 × 3,2 V ≈ 51,2 V.

Aukštesnės įtampos sistemoms paprastai reikia daugiau dėmesio skirti ryšio protokolų palaikymui, nes jos dažniau suporuojamos su keitikliu arba platesne energijos valdymo sistema, kuriai reikia realaus laiko duomenų iš BMS.

Dažnai užduodami klausimai

Q1Ar LiFePO4 akumuliatoriui reikalinga BMS sistema?

Taip. Nors LiFePO4 chemija yra termiškai stabilesnė nei kitų ličio chemijų, daugiaelementiam akumuliatoriui vis tiek reikalinga BMS, skirta elementų balansavimui, apsaugai nuo perkrovos / per didelio iškrovimo ir tiksliam įkrovos būsenos stebėjimui. LiFePO4 akumuliatoriaus veikimas be BMS panaikina visas šias apsaugos priemones.

Q2Kuo skiriasi LiFePO4 BMS ir įprasti ličio jonų BMS?

Pagrindinės apsaugos funkcijos yra panašios, tačiau įtampos ribojimo ribos kiekvienai cheminei jungčiai nustatomos skirtingai – LiFePO4 įtampos diapazonas vienam elementui yra mažesnis nei NCM/NMC arba NCA ličio jonų elementų. Vienai cheminei jungčiai sukurta BMS neturėtų būti naudojama su kita, neperkonfigūruojant įtampos slenksčių, kad jos atitiktų elemento duomenų lapą.

Q3Kokio stiprumo BMS reikia LiFePO4 akumuliatoriui?

Pritaikykite BMS nuolatinės srovės stiprumą prie faktinės maksimalios jūsų sistemos nuolatinės srovės ir pasirinkite modelį, kurio piko/viršįtampio stiprumas patogiai padengtų trumpalaikius šuolius (variklio paleidimą, keitiklio viršįtampius ir pan.) neišjungdamas.

Q4Kaip atstatyti LiFePO4 BMS?

Dauguma BMS įrenginių atsistato automatiškai, kai gedimo sąlyga išnyksta, pavyzdžiui, kai įtampa grįžta į saugų diapazoną po perkrovos arba per didelio iškrovimo. Kai kuriems modeliams taip pat reikia rankiniu būdu iš naujo prijungti įkrovimo arba iškrovimo prievadą arba trumpam atjungti / iš naujo prijungti bloką, kad būtų pašalintas užfiksuotas gedimas. Visada patikrinkite konkretaus BMS modelio dokumentaciją, nes atstatymo elgsena priklauso nuo konstrukcijos.

Q5Ar viena BMS gali veikti su keliomis ličio cheminėmis medžiagomis?

Kai kuriuos BMS modelius galima konfigūruoti skirtingoms cheminėms medžiagoms – LiFePO4, NCM arba LTO (ličio titanatas) – naudojant reguliuojamas įtampos ribas, tačiau tai turi būti teisingai nustatyta konkrečiai naudojamai cheminei medžiagai. BMS, sukonfigūruota vienos cheminės medžiagos įtampos diapazonui, neturėtų būti laikoma saugia kitai, prieš tai nepatvirtinus konfigūravimo galimybės. Ne kiekvienas rinkoje esantis modelis tai palaiko – patikrinkite konkrečios BMS duomenų lapą, o ne manykite, kad pagal numatytuosius nustatymus palaikoma kelios cheminės medžiagos.

LiFePO4 BMS pasirinkimas jūsų projektui

Tinkama BMS sistema (BMS) priklauso nuo jūsų bloko įtampos, elementų skaičiaus, srovės suvartojimo ir to, kaip ji turi bendrauti su likusia jūsų sistemos dalimi. Pasidalykite šiais keturiais duomenimis, ir DALY techninė komanda galės rekomenduoti atitinkamą konfigūraciją: sistemos įtampa / elementų skaičius (pvz., 12 V / 4S, 24 V / 8S, 48 V / 16S), nuolatinės ir maksimalios srovės reikalavimai, taikymas (saulės energija / energetinė energija, jūrų laivynas, kemperiai, elektromobiliai, šakiniai krautuvai ir kt.) ir reikiamas ryšio protokolas (RS485, CAN magistralė, UART, „Bluetooth“).

• El. paštas: dalybms@dalyelec.com
• Naršyti pagal kategoriją: Išmanioji BMS sistema · Aktyvaus balansavimo BMS · Namų saugykla BMS · Didelės srovės BMS · RV energijos kaupimo BMS