¿Cuál es la función de BMS?

¿Cuál es la función del BMS?

Un sistema de gestión de la batería (BMS) es cualquier sistema electrónico que gestiona una batería recargable (célula o batería), por ejemplo, protegiendo la batería de funcionar fuera de su área de funcionamiento segura,Monitorear su estado, calcular datos secundarios, informar sobre esos datos, controlar su entorno, autenticarlos y / o equilibrarlos.

Un paquete de baterías integrado junto con un sistema de gestión de baterías con un bus de datos de comunicación externo es un paquete de baterías inteligentes.

Protección

Un BMS puede proteger su batería impidiéndole funcionar fuera de suárea de operación segura, como por ejemplo:

• Carga excesiva
• Descarga excesiva
• Sobrecarga de corriente durante la carga
• Sobrecorriente durante la descarga
• Supertensión durante la carga, especialmente importante paraÁcido de plomo,Los demás:yLiFePO4las células
• Baja tensión durante la descarga, especialmente importante para las células de iones de litio y LiFePO4
• Temperatura excesiva
• Cargar bajo baja temperatura
• Sobrepresión (NiMHlas baterías)
• Detección de fallas en la tierra o corriente de fuga (monitoreo del sistema de que la batería de alto voltaje está desconectada eléctricamente de cualquier objeto conductor que pueda tocarse, como la carrocería del vehículo)

El BMS podrá impedir el funcionamiento fuera del área de funcionamiento segura de la batería:

• Incluyendo unael cambio(por ejemplo,el reléo bienel mosfet) que se abre si la batería funciona fuera de su área de funcionamiento segura
• Solicitar a los dispositivos a los que esté conectada la batería que reduzcan o incluso dejen de usarla o cargarla.
• Control activo del medio ambiente, por ejemplo mediante calentadores, ventiladores, aire acondicionado o refrigeración con líquido

El equilibrio

Con el fin de maximizar la capacidad de la batería, y para evitar la subcarga localizada o sobrecarga,el BMS puede garantizar activamente que todas las celdas que componen la batería se mantengan en el mismo voltaje o estado de cargaEl BMS puede equilibrar las células:

• Despilfarroenergíade las celdas más cargadas conectándolas a uncargas(por ejemplo, a través dereguladores)
• La combinación de la energía de las células más cargadas con las menos cargadas (Balanceadores)
• Reducción de la corriente de carga a un nivel suficientemente bajo para no dañar las células completamente cargadas, mientras que las células menos cargadas pueden continuar cargando (no se aplica a las células de química de litio)

Conexión de la batería al circuito de carga

Un BMS también puede contar con un sistema de precarga que permite una forma segura de conectar la batería a diferentes cargas y eliminar las corrientes de entrada excesivas para cargar los condensadores.

La conexión a las cargas se controla normalmente a través de relés electromagnéticos llamados contactores.El circuito de precarga puede ser resistencias de potencia conectadas en serie con las cargas hasta que los condensadores se cargan. Alternativamente, unafuente de alimentación en modo conmutadoconnected in parallel to loads can be used to charge the voltage of the load circuit up to a level close enough to battery voltage in order to allow closing the contactors between battery and load circuitUn BMS puede tener un circuito que puede comprobar si un relé ya está cerrado antes de la precarga (debido a la soldadura, por ejemplo) para evitar que se produzcan corrientes de entrada.

Comunicación

El controlador central de un BMS se comunica internamente con su hardware que opera a nivel de célula, o externamente con el hardware de alto nivel como ordenadores portátiles o un ordenador.Interfaz HMI.

La comunicación externa de alto nivel es simple y utiliza varios métodos.

• Diferentes tipos decomunicaciones en serie.
• Autobús de la CANlas comunicaciones, comúnmente utilizadas en entornos automotrices.
• Diferentes tipos decomunicaciones inalámbricas.

Los BMS centralizados de bajo voltaje en su mayoría no tienen comunicaciones internas.

Los BMS distribuidos o modulares deben utilizar alguna comunicación interna de bajo nivel entre controlador de célula (arquitectura modular) o controlador de controlador (arquitectura distribuida).Este tipo de comunicaciones es difícilEl problema es el cambio de voltaje entre las celdas. La primera señal de tierra de la célula puede ser cientos de voltios más alta que la otra señal de tierra de la célula.Además de los protocolos de software, hay dos formas conocidas de comunicación de hardware para sistemas de cambio de voltaje,aislante ópticoyComunicación inalámbricaOtra restricción para las comunicaciones internas es el número máximo de celdas.Para los sistemas de alta tensión el tiempo de búsqueda de todas las celdas es otra restricciónEl coste de los sistemas modulares es importante, ya que puede ser comparable al precio de la célula.La combinación de restricciones de hardware y software da lugar a algunas opciones para la comunicación interna:

• Comunicaciones en serie aisladas
• comunicaciones en serie inalámbricas

Para evitar las limitaciones de potencia de los cables USB existentes debido al calor de la corriente eléctrica, los protocolos de comunicación implementados encargadores para teléfonos móvilesLos métodos de medición de la tensión elevada han sido desarrollados, los más utilizados son los siguientes:Carga rápida de QualcommyMediaTek Pump Express es una empresa de tecnología. "VOC" by Oppo (also branded as "Dash Charge" with "OnePlus") increases the current instead of voltage with the aim to reduce heat produced in the device from internally converting an elevated voltage down to the battery's terminal charging voltageEn la actualidad, la tecnología de cableado de alta tensión se utiliza para la fabricación de cables USB, que son compatibles con los cables USB existentes y se basan en cables USB especiales de alta corriente con cables de cobre más gruesos.Entrega de energía por USBLa norma tiene como objetivo un protocolo de negociación universal entre dispositivos de hasta 240 vatios.

Computación

Además, un BMS puede calcular valores basados en los elementos siguientes, como:^{[citación necesaria]}

• Válvulas: tensión mínima y máxima de la celda
• Estado de la carga(SoC) oprofundidad de descarga(DoD), para indicar el nivel de carga de la batería
• Estado de salud(SoH), una medida de la capacidad restante de la batería definida de diferentes maneras, expresada en % de la capacidad original
• Estado de la potencia(SoP), la cantidad de energía disponible durante un intervalo de tiempo definido dado el consumo de energía actual, la temperatura y otras condiciones
• Estado de seguridad (SOS)
• Corriente de carga máxima comolímite de corriente de carga(CCL)
• Corriente de descarga máxima enlímite de corriente de descarga(DCL)
• Energía [kWh] suministrada desde la última carga o ciclo de carga
• Impedancia interna de una celda (para determinar el voltaje del circuito abierto)
• Carga [Ah] entregada o almacenada (a veces esta característica se llamaContador de Coulomb)
• Energía total suministrada desde el primer uso
• Tiempo total de funcionamiento desde el primer uso
• Número total de ciclos
• Control de la temperatura
• Flujo de refrigerante para baterías refrigeradas por aire o líquido

Monitoreo

Un BMS puede controlar el estado de la batería representado por varios elementos, tales como:

• Válvulas: tensión total, tensiones de las células individuales o tensión de los grifos periódicos
• Temperatura: temperatura media, temperatura de admisión del refrigerante, temperatura de salida del refrigerante o temperaturas de las células individuales
• Flujo de refrigerante: para baterías refrigeradas por líquido
• En la actualidad: corriente dentro o fuera de la batería
• Salud de las células
• Estado del saldode las células