Co to jest BMS i jak jest zbudowany?
Czym jest układ BMS?
System BMS (z ang. Battery Management System) to układ zarządzający działaniem akumulatora litowo-jonowego.
Najważniejsza funkcja BMS to zabezpieczenie akumulatora przed przeładowaniem, które może prowadzić do trwałego uszkodzenia baterii lub wywołać niebezpieczne dla otoczenia skutki (pożar, wybuch).
Układ BMS zapewnia także równomierny stopień naładowania poszczególnych ogniw, co prowadzi do zbalansowania całego akumulatora.
Te funkcje powodują wydłużenie żywotności akumulatora. Przyczyniają się także do efektywniejszego wykorzystania jego całkowitej pojemności.
BMS - jak podłączyć?
Układ BMS najczęściej jest wykonany w formie płytki PCB (z zamieszczonymi na niej elementami elektronicznymi). Umieszcza się go wewnątrz baterii litowo-jonowej (najczęściej w pozycji nad ogniwami). Układ łączy się okablowaniem z każdym ogniwem wewnątrz akumulatora.
Taki układ BMS znajduje się w każdym komercyjnie dostępnym akumulatorze litowo-jonowym. Pamiętaj jednak, by nie sprawdzać tego własnoręcznie przez otwarcie obudowy akumulatora - prowadzi to do utraty gwarancji.
BMS w akumulatorze - jak działa?
W przypadku pasywnego systemu BMS, kiedy układ stwierdzi maksymalne naładowanie jednego z ogniw, rozprasza w postaci ciepła ewentualny ładunek nadmiarowy. W przypadku aktywnego systemu BMS, układ „przenosi” nadmiarowy ładunek na wspólną szynę. Pozwala to na transportowanie ładunku z ogniw naładowanych bardziej do tych naładowanych mniej. Zapewnia także szybki proces balansowania ogniwa.
Bezprzewodowy BMS – kiedy się przydaje?
Komunikacja przewodowa układu BMS z układem nadrzędnym spełnia swoje zadanie w sposób optymalny w typowych przypadkach. Mowa np. o sytuacji, kiedy bateria komunikuje się z układem zarządzającym większym systemem (jak chociażby w samochodach elektrycznych).
Istnieje jednak wiele sytuacji, kiedy połączenie przewodowe nie spełnia wymagań. Wtedy najlepiej zastosować systemy komunikacji bezprzewodowej. Pozwalają one na komunikację akumulatora z systemami znajdującymi się w pobliżu bez konieczności realizacji połączenia kablowego (komunikacja za pomocą protokołu BLE), ale również systemami oddalonymi (komunikacja za pomocą GSM).
Należy podkreślić, że układ BMS opracowany przez Kon-TEC jest uniwersalny pod kątem komunikacyjnym. Może współpracować zarówno z układami skomunikowanymi przewodowo (protokół CAN stosowany w branży automotive, UART), jak również bezprzewodowo (BLE, GSM). Uniwersalność doboru sposobu komunikacji stanowi dużą zaletę dla projektantów systemów
wyposażonych w akumulatory wykorzystujące oferowany przez nas BMS.
Moduły systemu BMS – funkcje pomiarowe
Układ BMS oferuje możliwości pomiarowe, które mogą być wykorzystywane przez projektantów systemów, gdzie jedną ze składowych jest akumulator wyposażony w BMS.
Bazując na przykładzie projektowanego przez nas układu BMS, możemy wyróżnić pomiary oferowane przez moduł nadrzędny – MASTER – oraz moduły podrzędne – SLAVE. Moduł nadrzędny posiada układ pomiaru wartości prądu płynącego główną szyną akumulatora oraz układ pomiarowy napięcia znamionowego akumulatora. Moduł slave posiada układ pomiarowy napięcia i temperatury każdego ogniwa w szeregu.
Mierzone wielkości mogą posłużyć architektom systemów. Wykorzystywane są do precyzyjnego projektowania układów sterowania systemami wyposażonymi w akumulator z modułowym układem BMS. Pozwalają na stworzenie precyzyjnych algorytmów zarządzania energią (układy wyposażone w źródła OZE, układy zabezpieczeń UPS), monitorujących szczegółowe warunki otoczenia (magazynowanie energii w obszarach o podwyższonej temperaturze, np. w przemyśle), spełniających wymogi dotyczące efektywności energetycznej (precyzyjny pomiar dostarczanego oraz pobieranego prądu).
System BMS od Kon-TEC dla akumulatorów LiFePO4
Opracowywany przez nas modułowy układ BMS jest dedykowany dla wszystkich typów akumulatorów litowo-jonowych. Głównym rynkiem, na którym od początku chcemy prowadzić sprzedaż, jest rynek akumulatorów LiFePO4 – tzw. litowo-żelazowo-fosforanowych.
Typowo ogniwa NMC (z ang. Nickiel-Manganese-Cobalt) są stosowane w mniejszych urządzeniach, takich jak smartfony, tablety, laptopy. W większych urządzeniach coraz częściej zastosowanie znajdują akumulatory oparte na ogniwach LiFePO4.
Samochody elektryczne, wózki widłowe, przyczepy kempingowe, campery, jachty, wózki inwalidzkie, magazyny energii przy instalacjach OZE – coraz częściej wyposażone są w akumulatory litowo- żelazowo-fosforanowe od dostawców takich jak np. Kon-TEC. Ogniwa te uważa się za bezpieczniejsze, więc są coraz chętniej wybierane przez użytkowników oraz producentów. Warto pamiętać, że swoje bezpieczeństwo zawdzięczają również układowi BMS.
Podsumowując, układ BMS jest niezbędnym elementem dla prawidłowego działania każdego akumulatora i baterii litowo-jonowej.
