BMS: Was ist das? Warum ist es wichtig?

Was ist ein BMS?

Das Batteriemanagementsystem (BMS) ist eine wichtige elektronische Komponente der Li-Ion-Batterie. Es gewährleistet eine permanente Überwachung und Steuerung der gesamten Batterie und insbesondere der Zellen. Es gleicht dem Bedarf und ermöglicht das Laden und Entladen gemäß den Spannungsgrenzen, um die Lebensdauer der Batterie zu optimieren.

Was ist ihre Rolle in einer Batterie?

Das BMS ist das Gehirn des Li-Ion-Akkus und bietet zusätzlichen Schutz vor kurzen Steckern, Über- und Unterspannungen, Überlastungen und Temperaturerhöhungen.

Seine Funktionen können so einfach sein, wie das Stoppen des Ladens oder Entladens je nach Spannung oder so komplex wie die Sicherung der Kommunikation zwischen mehreren Zellen und die Verwaltung des Zellausgleichs, um den Batterieverbrauch in Echtzeit zu optimieren und eine permanente intelligente Steuerung zu gewährleisten.

Aktiv oder passiv Balancieren, was sind die Unterschiede?

Die Unterschiede im Innenwiderstand jeder Zelle führen zu einem Ungleichgewicht innerhalb der Module während der Lade-/Entladezyklen. Dadurch wird die Leistungskapazität der Batterie wieder hergestellt, wenn kein Abgleich durchgeführt wird.

Es gibt 2 Strategien:

• Passiver Ausgleich, der darin besteht, die Zelle, die die meiste Energie enthält, zu entladen, um sie auf das gleiche Niveau wie die Zellgruppe zu bringen.
  Vorteil: Einfach zu implementieren und preiswert.
  Nebenbei: Diese Strategie führt zu einem Kapazitätsverlust, da die verlorene Energie als Wärme in einem Widerstand steckt.
• Aktiver Ausgleich: Jede Zelle gibt einen Teil ihrer Energie an die am stärksten entladene Zelle ab, um den Ladezustand zu homogenisieren.
  Vorteil: Dies ist eine Form von Balancierens zwischen den Zellen ohne Energieverlust.
  Nachteil: Die Rentabilität macht sich bei großen Anlagen stärker bemerkbar.

Welche Topologien gibt es unter BMS?

BMS sind heute hauptsächlich zentralisiert oder verteilt.

Das zentralisierte BMS, im Allgemeinen für kleine Systeme, verfügt über eine einzige Administrationskarte, die mit jeder Zelle oder jedem Modul verbunden ist. Es zentralisiert die Informationen aller angeschlossenen Zellen (Strom, Spannung, Temperatur usw.), analysiert und sendet ihnen Befehle (Start oder Stopp von Ladungen/Entladungen).

BMS können von Systemen mit mehreren Modulen (Master/Slave) verteilt werden: In diesem Fall gibt es ein „Master“ -BMS und mehrere „Slave“ -BMS. Jedes Modul ist mit einer Elektronikplatine (Slave-BMS) verbunden. Dieses Slave-BMS sendete Informationen an die Hauptplatine, den Master, die Entscheidungen für einen optimalen Einsatz.

Welche Kommunikationsarten für die Interaktion mit verwandten Geräten?

Das zentrale BMS oder Master muss auch externe Geräte (Ladegerät, Schalter, Motor, Kühlkreislauf usw.) kommunizieren und steuern. Diese Kommunikation kann in der Lage (CAN, Ethernet, UART, USB...) oder drahtlos ferngesteuert werden (WLAN, Bluetooth, 3G/4G...).