Un sistema di gestione della batteria (BMS) è un sistema elettronico progettato per monitorare, gestire e proteggere i pacchetti di batterie.che svolgono un ruolo cruciale nell'allungare la durata della batteriaQui di seguito è riportata un' introduzione dettagliata:

Comprendere lo squilibrio cellulare

In batterie composte da più celle, discrepanze nell'impedenza della cella, temperatura, caratteristiche di auto-discarica,e altri fattori possono portare a variazioni di tensione e stato di carica (SOC) tra le celleNel corso del tempo, ciò provoca uno squilibrio delle celle. Ad esempio, durante la ricarica, alcune celle possono essere completamente cariche mentre altre restano sottocariche; durante la scarica, le celle possono essere completamente cariche, mentre le altre possono rimanere sottocariche.alcune celle possono essere sovra-scaricate mentre altre hanno ancora carica residuaLo squilibrio delle celle può causare la sovraccarica o la sovraccarica di alcune celle, accelerando la loro degradazione e riducendo la capacità complessiva e la durata della batteria.

Metodi e principi di bilanciamento cellulare

• bilanciamento passivo:Questo metodo utilizza tipicamente resistori di bilanciamento per dissipare l'energia in eccesso dalle celle sovraccariche come calore, eguagliando così la tensione tra tutte le celle.e facilità di attuazioneTuttavia, esso consuma energia durante il processo di bilanciamento, riducendo l'efficienza di utilizzo dell'energia.È applicabile principalmente durante la ricarica e potrebbe non essere adatto per scenari di ricarica rapida a causa di tempi di bilanciamento più lunghiAd esempio, nel sistema di bilanciamento passivo di una batteria agli ioni di litio, quando il BMS rileva una cella con una tensione superiore, attiva la resistenza di bilanciamento collegata a tale cella,che consente di dissipare l'eccesso di tensione sotto forma di calore fino a quando la tensione non si allinea con altre celle

• bilanciamento attivo:Questo approccio trasferisce attivamente l'energia in eccesso dalle celle a carica elevata a celle o carichi meno carichi, ottenendo una ridistribuzione dell'energia.miglioramento dell'efficienza di ricarica e delle prestazioni complessive della batteriaTuttavia, il bilanciamento attivo richiede componenti hardware più costosi e complessi, come convertitori, trasformatori e induttori.in alcuni sistemi di bilanciamento attivo, l'energia delle celle sovraccariche viene trasferita a quelle sottoccariche tramite un convertitore CC-CC, consentendo un equilibrio dinamico tra le celle.

Il ruolo dell'equilibrio cellulare nell'allungare la durata della batteria

Oltre all'equilibrio delle celle, un BMS svolge altre funzioni come la protezione da sovraccarico/scarica, il monitoraggio della temperatura e la gestione termica.Queste funzioni lavorano in sinergia per proteggere in modo completo le batterie, estendere ulteriormente la durata della batteria e migliorare la sicurezza e l'affidabilità.

• Prevenzione della sovraccarica e della sovraccarica delle singole celle: controllando in tempo reale la tensione e il SOC di ciascuna cella e applicando misure di bilanciamento, il BMS garantisce che la tensione e il SOC di tutte le celle rimangano entro un raggio ragionevole.Questo impedisce alle singole celle di sovraccaricare o scaricare profondamente, evitando un degrado accelerato della capacità causato da condizioni di carica/scarica eccessive.il BMS utilizza l'equilibrio delle celle per prevenire la sovraccarica o la sovraccarica delle celle della batteria durante la ricarica e la scarica, prolungando la durata della batteria
• Migliorare la consistenza del pacchetto batterie:L'equilibrio delle celle garantisce livelli uniformi di tensione e SOC in tutte le celle, migliorando la consistenza del pacchetto batterie.Un pacchetto di batterie più uniforme funziona in modo più stabile ed efficiente durante la ricarica e la scaricaQuesto riduce la probabilità di reazioni collaterali all'interno delle celle, rallenta il degrado della capacità e prolunga la durata della batteria.La ricerca indica che un efficace bilanciamento delle celle può aumentare la durata della batteria del 30-40%
• Ottimizzazione dell'utilizzo dell'energia delle batterie:L'equilibrio delle celle sfrutta appieno l'energia di ogni cella, massimizzando la capacità complessiva della batteria.Questo evita lo spreco di energia dovuto allo squilibrio delle celle e impedisce di sottoutilizzare la capacità della batteriaDi conseguenza, la batteria funziona in modo più efficiente, riducendo la frequenza dei cicli di carica/scarica con la stessa domanda di energia.Poiché il degrado della capacità della batteria è strettamente correlato al numero di cicli di carica/scaricaPer esempio, nei sistemi di stoccaggio dell'energia, l'efficiente bilanciamento delle celle garantisce che il pacchetto batterie funzioni più vicino alla sua piena capacità.migliorare l'utilizzo dell'energia e prolungare la durata della batteria
• Ritardare l'inizio della fuga termica:Lo squilibrio delle celle può portare a una generazione di calore irregolare durante la ricarica e la scarica.che accelera l'invecchiamento della batteria e aumenta il rischio di fuga termicaL'equilibrio delle celle aiuta a mantenere una distribuzione della temperatura coerente all'interno del pacchetto di batterie equalizzando le tensioni e le correnti della cella.riducendo il surriscaldamento localizzato e riducendo la probabilità di fuga termicaQuesto migliora la sicurezza e la durata della batteria. Per esempio, nei pacchetti di batterie agli ioni di litio, il bilanciamento delle celle funziona in tandem con i sistemi di gestione termica per controllare efficacemente le temperature delle celle.ritardare l'inizio della fuga termica e prolungare la durata della batteria
• Protezione da sovraccarico/scarico: regolamentando i cicli di carica/scarica e prevenendo la sovraccarica o la scarica profonda, il BMS evita lo stress eccessivo di tensione e corrente sulle celle della batteria,ridurre le reazioni elettrochimiche irreversibili e il degrado della capacitàQuesto prolunga efficacemente la durata della batteria
• Monitoraggio della temperatura e gestione termica:Il BMS monitora continuamente la temperatura della batteria e attiva i meccanismi di raffreddamento o regola i tassi di carica quando necessario per evitare il surriscaldamento o temperature estremamente basseQuesto attenua gli effetti negativi delle fluttuazioni di temperatura sulle prestazioni e sulla durata della batteria, ritardando l'invecchiamento della batteria.
• Stima dello stato di carica (SOC) e dello stato di salute (SOH): una stima accurata di SOC e SOH consente agli utenti di comprendere lo stato della batteria e la capacità rimanente,consentire un uso ragionevole della batteria ed evitare una sovraccarica o una sovraccaricaNel frattempo, il rilevamento precoce del degrado della capacità facilita la manutenzione e la sostituzione tempestive, garantendo le prestazioni e la longevità della batteria.

Con i continui progressi della tecnologia, il BMS si sta evolvendo verso una maggiore precisione, maggiore intelligenza e maggiore efficienza.sfruttando algoritmi di apprendimento automatico per ottimizzare la selezione della resistenza di bilanciamento passivo in base a parametri in tempo reale come il grado di squilibrio cellulare, tempo di bilanciamento e temperatura di ricarica possono migliorare l'efficienza di bilanciamento e l'utilizzo dell'energia.lo sviluppo del sistema wireless BMS (wBMS) semplifica la progettazione del sistema, migliora l'affidabilità e offre maggiore flessibilità e vantaggi per il bilanciamento delle celle e la gestione della batteria.