Qu'est-ce qu'un système de gestion de batterie (BMS)?

Sep. 28, 2020

BMS signifie différentes choses pour différentes personnes. Pour certains, il s'agit simplement de la surveillance de la batterie, en contrôlant les principaux paramètres de fonctionnement pendant la charge et la décharge, tels que les tensions et les courants, ainsi que la température interne et ambiante de la batterie. Les circuits de surveillance fourniraient normalement des entrées aux dispositifs de protection qui généreraient des alarmes ou déconnecteraient la batterie de la charge ou du chargeur si l'un des paramètres devenait hors limites.

Pour l'ingénieur en électricité ou en usine responsable de l'alimentation de secours, la batterie est la dernière ligne de défense contre une coupure de courant ou une panne du réseau de télécommunications, BMS signifie Battery Management Systems. De tels systèmes englobent non seulement la surveillance et la protection de la batterie, mais également des procédés pour la maintenir prête à fournir la pleine puissance lorsqu'elle est sollicitée et des procédés pour prolonger sa durée de vie. Cela comprend tout, du contrôle du régime de charge à la maintenance planifiée.

Pour l'ingénieur automobile, le système de gestion de la batterie est un composant d'un système de gestion de l'énergie à action rapide beaucoup plus complexe et doit s'interfacer avec d'autres systèmes embarqués tels que la gestion du moteur, les commandes de climatisation, les communications et les systèmes de sécurité.

Il existe donc de nombreuses variétés de BMS.

What is a Battery Management System (BMS)


Comment fonctionne le BMS

Le système de gestion de batterie Orion (BMS) remplit trois fonctions principales:

1. Il protège la batterie contre une surcharge (tensions de cellule trop élevées) ou une décharge excessive (tension de cellule trop basse) prolongeant ainsi la durée de vie de la batterie. Pour ce faire, il surveille en permanence chaque cellule de la batterie et calcule exactement la quantité de courant pouvant entrer (source, charge) et sortir (charge, décharge) de la batterie sans l'endommager. Ces limites de courant calculées sont ensuite transmises à la source (typiquement un chargeur de batterie) et à la charge (contrôleur de moteur, onduleur, etc.), qui sont responsables du respect de ces limites.

2. Il calcule l'état de charge (la quantité d'énergie restante dans la batterie) en suivant la quantité d'énergie entrant et sortant de la batterie et en surveillant les tensions des cellules. Cette valeur peut être considérée comme une jauge de carburant indiquant la quantité d'énergie restante de la batterie dans le pack.

3. Il surveille la santé et la sécurité de la batterie en vérifiant constamment les courts-circuits, les connexions desserrées, les pannes dans l'isolation des câbles et les cellules de batterie faibles ou défectueuses qui doivent être remplacées.

Il existe également des fonctions secondaires que le BMS exécute:

1. Équilibre toutes les cellules de la batterie en évacuant intelligemment l'excès d'énergie des cellules qui sont plus chargées que d'autres. Cela fournit la quantité maximale d'énergie utilisable (capacité) de la batterie puisque la batterie est aussi puissante que la cellule la plus faible.

2. Surveille la température de la batterie et contrôle un ventilateur de batterie pour réguler la température de la batterie. De plus, il surveille en permanence la sortie du ventilateur pour s'assurer qu'il fonctionne correctement.

3. Fournit des informations et des valeurs en temps réel à d'autres appareils tels que les contrôleurs de moteur, les chargeurs, les écrans et les enregistreurs de données en utilisant plusieurs méthodes différentes (CANBUS, sorties analogiques et sorties numériques).

4. Stocke les codes d'erreur et des informations de diagnostic complètes pour aider à résoudre les problèmes avec la batterie en cas de problème.

Le BMS fait partie d'un système de sécurité à plusieurs niveaux avec les objectifs et garanties suivants

Chimie cellulaire à sécurité intrinsèque

Audit de conception technique des cellules

Audit des fournisseurs de cellules et de la production

Compétence technique du personnel

Contrôles de processus (installés et fonctionnels)

Dispositifs de sécurité au niveau de la cellule (internes)

Dispositif d'interruption de circuit (CID) Coupe le circuit si les limites de pression interne dépassent

Arrêter le séparateur

Évent de pression

Dispositifs de circuit externe

Résistances PTC (applications à faible puissance uniquement)

Fusibles

Isolation des cellules et des batteries. Séparation électrique et mécanique (contacteurs et séparation physique) pour éviter la propagation des événements

Logiciel BMS

Suivi de tous les indicateurs clés couplé à des actions de contrôle. (Refroidissement, Déconnexion de l'alimentation, Gestion de la charge)

Contrôler les actions ou éteindre en cas de condition hors limites

Matériel BMS - Sauvegarde en toute sécurité

Arrêt du matériel en cas de défaillance du logiciel. Définir des limites légèrement plus élevées

Coupure de la batterie en cas de panne de l'alimentation BMS basse tension

Endiguement

Conteneur extérieur robuste avec ventilation contrôlée

Barrières physiques entre les cellules

Conclusions

Le BMS est nécessaire pour mesurer l'état de charge et l'état de la batterie au lithium en raison de leurs caractéristiques de charge / décharge et des considérations de sécurité. Il remplit plusieurs fonctions clés pour s'assurer que la capacité du pack peut être maximisée, comme l'équilibrage des cellules et le contrôle des chargeurs.Certains fabricants de batteries peuvent penser qu'il n'est pas nécessaire de construire un bms à l'intérieur.Mais en fait, c'est un élément clé du pack de batteries. Le système de gestion BMS de la batterie lithium-ion est une garantie puissante pour une utilisation sûre de la batterie, de sorte que la batterie soit toujours dans un processus de charge et de décharge sûr et contrôlable, ce qui améliore considérablement la durée de vie de la batterie lors de son utilisation réelle.


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