Jako środek ochrony większość systemów baterii litowych o niemal dowolnym napięciu łańcucha wymaga systemu zarządzania baterią (BMS) , aby utrzymać warunki pracy ogniwa w określonych granicach. Mogą one mieć różną złożoność, od zwykłego równoważenia ogniw po monitorowanie napięcia ogniwa; temperatura i prąd ogniwa; oraz, poprzez zastosowanie przełączników półprzewodnikowych lub przekaźników, odłączy zestaw akumulatorów od UPS, jeśli którakolwiek z monitorowanych zmiennych przekroczy swoje limity operacyjne.

Podłączając system baterii litowej do UPS , istotna jest znajomość i zrozumienie granic, przy których BMS odłączy baterię. Wiele systemów BMS wyświetli ostrzeżenie, jeśli warunki pracy zbliżą się do tych wartości granicznych, zanim zostaną podjęte jakiekolwiek działania. W ten sposób można podjąć pewne działania, aby uniknąć odłączenia akumulatora od UPS. BMS na ogół nie podłączy ponownie akumulatora, dopóki nie zostaną usunięte warunki, które spowodowały to działanie. Drugim powodem dobrego zrozumienia limitów jest upewnienie się, że UPS podczas normalnej pracy ich nie przekroczy. Dobrą praktyką i dobrym projektem systemu jest upewnienie się, że wartości graniczne nie zostaną przekroczone przez UPS.

Rysunek: 1

Poniżej znajduje się krótki opis funkcji zawartych w typowym systemie BMS.

Równoważenie ogniw: Celem równoważenia ogniw jest utrzymanie w przybliżeniu równego napięcia na zaciskach każdego ogniwa lub banku równoległych ogniw w ciągu szeregowym. Ponieważ napięcie ogniwa ma pewien związek z pojemnością, w przypadku składu chemicznego litu utrzymywanie ich na stałym poziomie spowoduje utrzymanie równej pojemności każdego ogniwa. Zapobiegnie to nadmiernemu rozładowaniu słabszych ogniw o mniejszej pojemności. Podobnie ogniwa o większej pojemności nie ulegną przeładowaniu. Znaczenie równoważenia ogniw można zobaczyć na rysunku 1. Tutaj pokazano cykl rozładowania i ładowania dwóch pakietów LFP zawierających 12 ogniw połączonych szeregowo i 3 równolegle.

Na wykresach rozładowania zaobserwuj, że niektóre napięcia ogniw w pakiecie bez równoważenia spadły poniżej 2,0 V, czyli minimalnego limitu, pod koniec rozładowania. Jest to zjawisko nadmiernego rozładowania, które zaczęło się pojawiać już po ósmym cyklu. W pakiecie z balansowaniem ogniw napięcie na większości ogniw spadło do 2,5 V, a jedno przed zakończeniem rozładowywania osiągnęło 2,3 V. Wszystkie ogniwa są znacznie powyżej limitu 2 V.

Podczas ładowania, po ósmym rozładowaniu, należy zwrócić uwagę na rozpiętość napięć ogniw wynoszącą około 0,59 V dla pakietu bez równoważenia ogniw. Jedno ogniwo prawie osiągnęło limit napięcia rezerwowego wynoszący 4,0 V. Powyżej tego limitu następuje przeładowanie. W pakiecie zawierającym równoważenie ogniw, ogniwa są ściśle zgrupowane wokół napięcia pływakowego 3,65 V.

Funkcja pomiaru: Napięcie ogniwa, jak pokazano na rysunku 1, jest jedną z nich. Celem tego pomiaru jest upewnienie się, że napięcia ogniw są wystarczająco blisko siebie, aby akumulator mógł być ładowany i rozładowywany w zamierzonym zakresie pracy. W niektórych przypadkach BMS może nie pozwolić na ładowanie lub rozładowywanie, przynajmniej nie przy obciążeniu znamionowym, dopóki napięcia ogniw nie znajdą się w pewnym z góry określonym zakresie. Kolejnym pomiarem jest prąd płynący przez ogniwa. Zwykle istnieją maksymalne limity prądu ładowania i rozładowania, których przekroczenie spowoduje wyświetlenie ostrzeżenia i prawdopodobnie odłączenie akumulatora od UPS, jeśli stan ten będzie się utrzymywał przez określony czas.

Trzecim pomiarem jest temperatura ogniwa. Przy ocenie systemu akumulatorowego do użytku z zasilaczem UPS powinien obowiązywać wymóg pomiaru temperatury obudowy jednego lub większej liczby ogniw. Ze względu na szybki wzrost temperatury w przypadku zdarzenia termicznego, pomiar (wewnętrznej) temperatury powietrza może nie być wystarczająco szybki lub wystarczająco czuły, aby wykryć początek niekontrolowanej temperatury i podjąć działania w celu odłączenia akumulatora. BMS będzie chronił akumulator przed nadmiernymi temperaturami, sygnalizując, kiedy temperatura ogniwa zbliża się lub osiągnęła maksimum, a ostatecznie odłącza akumulator od UPS w przypadku osiągnięcia maksimum. Innym działaniem podejmowanym czasami przez BMS jest ograniczenie lub odroczenie ładowania akumulatora do czasu, aż temperatura dostatecznie spadnie od wartości granicznej.

Niektóre modele BMS mogą również zapewniać pomiar stanu naładowania (SOC) i wskazanie stanu zdrowia (SOH) systemu akumulatorów. Wartość SOC uzyskuje się mierząc ładunek w amperogodzinach (Ah), usunięty (rozładowanie) i zastąpiony (ładowanie). Ładunek mierzy się zwykle poprzez całkowanie prądu wpływającego do lub wypływającego z akumulatora w odniesieniu do czasu. Zaczynając od znanej wartości dostępnego ładunku, SOC jest po prostu stosunkiem ładunku netto (rozładowany Ah – naładowany Ah) do dostępnego ładunku. SOH jest wskaźnikiem stopnia degradacji lub starzenia, jaki nastąpił od momentu zakupu akumulatora. Podstawowym podejściem jest określenie, o ile dostępny ładunek maleje wraz z wiekiem. Do oszacowania tego zwykle wykorzystuje się wyładowanie próbne, zaczynając od stanu pełnego naładowania. Utratę pojemności w miarę starzenia się baterii określa się czasem mianem spadku pojemności.

Jeśli szukasz akumulatora, który nie tylko charakteryzuje się długą żywotnością, nieprzerwanym rozładowywaniem, możliwością szybkiego ładowania, większą gęstością energii, ale także jeśli potrzebujesz akumulatora litowego, który zapewni bezproblemową pracę i mniejszy stres związany z bezpieczeństwem, EverExceed akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe są dla Ciebie najlepszym wyborem, ponieważ akumulatory EverExceed LFP wbudowane są w światowej klasy BMS i gwarantują Ci absolutnie BEZ OGNIA, BEZ WYBUCHU!