A LiFePO4 BMS (Sistemi i Menaxhimit të Baterisë)është pllaka e qarkut elektronik që monitoron, mbron dhe balancon një paketë baterie litium-hekur-fosfat (LiFePO4). Ajo vendoset midis qelizave të baterisë dhe pjesës tjetër të sistemit elektrik, duke matur vazhdimisht tensionin, rrymën dhe temperaturën për të mbajtur çdo qelizë në funksionim brenda një diapazoni të sigurt.

Pa një BMS, një paketë LiFePO4 nuk ka mbrojtje të integruar kundër mbingarkesës, shkarkimit të tepërt, qarqeve të shkurtra ose çekuilibrit të qelizave - secila prej të cilave mund të shkurtojë jetëgjatësinë e paketës ose, në rastin më të keq, të krijojë një rrezik për sigurinë. Kjo është arsyeja pse shumica dërrmuese e paketave LiFePO4 të shitura komercialisht për ruajtje të energjisë diellore, automjete elektrike, përdorim detar, RV ose energji rezervë furnizohen me një BMS të dedikuar në vend që të mbështeten vetëm te ngarkuesi ose invertori.

Pse bateritë LiFePO4 kanë nevojë konkretisht për një BMS

Qelizat LiFePO4 janë në thelb më të qëndrueshme termikisht sesa kimikatet e tjera të litiumit, të tilla si NCM (nikel kobalt mangan) ose NCA (nikel kobalt alumin), i cili është një zgjedhje e përdorur gjerësisht për ruajtjen stacionare dhe shumë aplikime lëvizshmërie. Por "më e qëndrueshme" nuk do të thotë "nuk ka nevojë për menaxhim". Një paketë LiFePO4 me shumë qeliza ende përballet me tre probleme të përsëritura që një BMS është projektuar posaçërisht për t'i adresuar:

• Zhvendosja e tensionit të qelizës.Edhe qelizat nga e njëjta seri prodhimi nuk plaken në mënyrë identike. Gjatë qindra cikleve, ndryshimet e vogla në prodhim krijojnë boshllëqe domethënëse tensioni midis qelizave - pikërisht këtë problem është projektuar të korrigjojë qarku i balancimit.
• Kurba e shkarkimit të sheshtë.LiFePO4 ka një kurbë tensioni dukshëm të sheshtë në pjesën më të madhe të gjendjes së tij të ngarkimit, gjë që e bën të vështirë vlerësimin e kapacitetit të mbetur vetëm nga voltazhi. Një BMS me numërim kulomb - duke ndjekur sasinë e saktë të rrymës që rrjedh brenda dhe jashtë paketës me kalimin e kohës, në vend që të vlerësohet vetëm nga voltazhi - jep një lexim më të saktë të gjendjes së ngarkimit.
• Dritare e ngushtë e funksionimit të sigurt në ekstreme.Qelizat LiFePO4 janë tolerante në mes të diapazonit të tyre të karikimit, por prapëseprapë kanë nevojë për ndërprerje të forta në karikim të plotë dhe shkarkim të thellë për të shmangur humbjen afatgjatë të kapacitetit.

Nga çfarë mbron në të vërtetë një BMS LiFePO4?

Një BMS i specifikuar siç duhet për paketat e baterive të litiumit merret me funksionet e mëposhtme të mbrojtjes:

1. Mbrojtje nga mbingarkesa— shkëput karikimin sapo çdo qelizë të arrijë limitin e sipërm të tensionit
2. Mbrojtje nga shkarkimi i tepërt— ndërpret ngarkesën përpara se tensioni i qelizës të bjerë mjaftueshëm sa të shkaktojë dëmtime të përhershme
3. Mbrojtje nga mbirryma / qarku i shkurtër— ndërpret qarkun nëse rryma tejkalon pragun e vlerësuar
4. Mbrojtje nga mbinxehja— ndalon karikimin ose shkarkimin jashtë dritares së sigurt të temperaturës
5. Balancimi i qelizave— barazon tensionin në të gjitha qelizat në vargun serik, qoftë në mënyrë pasive ose aktive

Balancimi Aktiv kundrejt Balancimit Pasiv në një BMS LiFePO4

Balancimi pasivçliron energjinë e tepërt nga qelizat me tension më të lartë si nxehtësi përmes një rezistori derisa pjesa tjetër e paketës ta kapë atë. Është e thjeshtë, e lirë dhe e përshtatshme për paketa ose aplikime më të vogla ku ciklet e karikimit janë të rralla.

Balancimi aktivtransferon energjinë nga qelizat me tension më të lartë në qelizat me tension më të ulët në vend që ta shpërndajë atë si nxehtësi. Është më efikas, gjeneron më pak nxehtësi të humbur dhe zakonisht rezulton në balancim më të shpejtë dhe shëndet më të mirë afatgjatë të paketës - gjë që ka më shumë rëndësi me rritjen e madhësisë së paketës, numrit të qelizave dhe frekuencës së cikleve (paketa të mëdha ESS, ruajtje diellore me cikël ditor, paketa EV me kapacitet të lartë).

Për paketa të vogla me cikël të ulët, balancimi pasiv është shpesh i mjaftueshëm. Për sisteme LiFePO4 më të mëdha ose me cikël të rëndë, balancimi aktiv ia vlen kostos shtesë.

Si të zgjidhni BMS-në e duhur LiFePO4

Kur krahasojmë një BMS për paketat e baterive të litiumit, katër specifikime përcaktojnë nëse do t'i përshtatet vërtet sistemit tuaj:

1. Numërimi i qelizave (numërimi S).BMS duhet të përputhet saktësisht me konfigurimin e serisë së paketës suaj — një BMS 4S për një paketë 12V, 8S për 24V, 16S për 48V e kështu me radhë (bazuar në tensionin nominal të qelizës prej ~3.2V të LiFePO4). Një numërim i pasaktë i S-së është një nga shkaqet më të zakonshme të papajtueshmërisë së BMS.
2. Vlerësimi i rrymës së vazhdueshme dhe maksimale.Madhësoni BMS-në sipas konsumit tuaj maksimal aktual, jo vetëm konsumit tipik, dhe lini hapësirë ​​​​për kokën - një BMS që punon në tavanin e tij absolut të rrymës vazhdimisht do të nxehet dhe do të plaket më shpejt.
3. Lloji i balancimit dhe rryma e balancimit.Siç u trajtua më sipër, vendosni midis balancimit pasiv dhe aktiv bazuar në madhësinë e paketës dhe frekuencën e ciklit, dhe kontrolloni rrymën e balancimit (mA) - rrymë më e lartë e balancimit do të thotë barazim më i shpejtë në pako më të mëdha.
4. Protokolli i komunikimit.Nëse sistemi BMS duhet të komunikojë me një inverter, një aplikacion monitorimi ose rrjetin CAN të një automjeti, konfirmoni që mbështet protokollin e duhur - zakonisht RS485, CAN bus, UART ose Bluetooth - para blerjes, jo pas instalimit.

LiFePO4 BMS sipas tensionit: Sistemet 12V, 24V dhe 48V/51.2V

Pllakat LiFePO4 BMS zakonisht specifikohen nga tensioni nominal i sistemit, i cili korrespondon me një numër specifik qelizash:

• Sisteme 12V (4S):Konfigurimi më i zakonshëm për energji portative, konfigurime të vogla diellore dhe zëvendësime baterish të instaluara menjëherë
• Sisteme 24V (8S):e zakonshme në aplikimet detare, RV dhe ato diellore të madhësisë së mesme
• Sisteme 48V / 51.2V (16S):Klasa më e zakonshme e tensionit për ruajtjen e energjisë në shtëpi, instalimet më të mëdha diellore dhe shumicën e rafteve komerciale ESS

Numërimi i qelizave rrjedh nga tensioni nominal për qelizë prej ~3.2V i LiFePO4 — 4 × 3.2V ≈ 12.8V, 8 × 3.2V ≈ 25.6V, 16 × 3.2V ≈ 51.2V.

Sistemet me tension të lartë në përgjithësi kërkojnë më shumë vëmendje ndaj mbështetjes së protokollit të komunikimit, pasi ato kanë më shumë gjasa të çiftëzohen me një inverter ose një sistem më të gjerë të menaxhimit të energjisë që ka nevojë për të dhëna në kohë reale nga BMS.

Pyetje të Shpeshta

Q1A ka nevojë një bateri LiFePO4 për një BMS?

Po. Edhe pse kimia e LiFePO4 është më e qëndrueshme termikisht sesa kimikatet e tjera të litiumit, një paketë me shumë qeliza ende ka nevojë për një BMS për balancimin e qelizave, mbrojtjen nga mbingarkesa/shkarkimi i tepërt dhe ndjekjen e saktë të gjendjes së ngarkimit. Funksionimi i një pakete LiFePO4 pa një BMS i heq të gjitha këto mbrojtje.

Q2Cili është ndryshimi midis një BMS LiFePO4 dhe një BMS të përgjithshëm litium-jon?

Funksionet e mbrojtjes së bërthamës janë të ngjashme, por ndërprerjet e tensionit vendosen ndryshe për secilën substancë kimike - diapazoni i tensionit për qelizë i LiFePO4 është më i ulët se ai i qelizave litium-jon NCM/NMC ose NCA. Një BMS i ndërtuar për një substancë kimike nuk duhet të përdoret siç është në një tjetër pa rikonfiguruar pragjet e tensionit që të përputhen me fletën e të dhënave të qelizës.

Q3Çfarë amperazh BMS më duhet për një paketë LiFePO4?

Përputhni vlerësimin e rrymës së vazhdueshme të BMS-së me konsumin maksimal të vazhdueshëm aktual të sistemit tuaj dhe zgjidhni një model me një vlerësim kulmi/rritjeje që mbulon në mënyrë të përshtatshme luhatjet momentale (ndezja e motorit, mbingarkesa e invertorit, etj.) pa u fikur.

Q4Si mund ta rivendos një LiFePO4 BMS?

Shumica e njësive BMS rikuperohen automatikisht pasi të zgjidhet gjendja e defektit - për shembull, pasi voltazhi të kthehet në një diapazon të sigurt pas një ngjarjeje mbingarkese ose shkarkimi. Disa modele kërkojnë gjithashtu një rilidhje manuale të portit të karikimit ose shkarkimit, ose një shkëputje/rilidhje të shkurtër të paketës, për të zgjidhur një defekt të kyçur. Kontrolloni gjithmonë dokumentacionin e modelit specifik BMS, pasi sjellja e rivendosjes ndryshon në varësi të dizajnit.

Q5A mund të funksionojë një BMS me kimikate të shumëfishta litiumi?

Disa modele BMS mund të konfigurohen në të gjitha kimikatet - LiFePO4, NCM ose LTO (titanat litiumi) - nëpërmjet pragjeve të rregullueshme të tensionit, por kjo duhet të konfigurohet saktë për kiminë specifike në përdorim. Një BMS i lidhur për diapazonin e tensionit të një kimie nuk duhet të supozohet i sigurt për një tjetër pa konfirmuar më parë konfigurimin. Jo çdo model në treg e mbështet këtë - kontrolloni fletën e të dhënave të BMS-së specifike në vend që të supozojmë mbështetje për shumë kimikate si parazgjedhje.

Zgjedhja e një BMS LiFePO4 për Projektin Tuaj

BMS-ja e duhur varet nga tensioni i paketës suaj, numri i qelizave, konsumi i rrymës dhe mënyra se si duhet të komunikojë me pjesën tjetër të sistemit tuaj. Ndani këto katër detaje dhe ekipi teknik i DALY mund të rekomandojë një konfigurim që përputhet: tensioni/numri i qelizave të sistemit (p.sh. 12V/4S, 24V/8S, 48V/16S), kërkesat për rrymë të vazhdueshme dhe maksimale, aplikimi (diellor/ESS, detar, RV, EV, pirun ngritës, etj.) dhe protokolli i kërkuar i komunikimit (RS485, CAN bus, UART, Bluetooth).

• Email: dalybms@dalyelec.com
• Eksploro sipas kategorisë: BMS inteligjente · BMS Aktiv Balancues · BMS për Magazinim në Shtëpi · BMS me rrymë të lartë · BMS për ruajtjen e energjisë në RV