В качестве средства защиты большинство систем литиевых аккумуляторов практически любого напряжения требуют система управления батареями (BMS) для поддержания рабочих условий ячеек в установленных пределах. Эти функции могут быть разными по сложности: от простой балансировки ячеек до контроля напряжения, температуры и тока ячеек, а также отключения аккумуляторной батареи от ИБП с помощью полупроводниковых ключей или реле, если какой-либо из контролируемых параметров выходит за пределы рабочих пределов.

При взаимодействии с л система литиевых батарей к UPS Крайне важно знать и понимать пределы, при которых система BMS отключит батарею. Многие системы BMS выдают предупреждение, если рабочие условия приближаются к этим пределам, прежде чем предпринимать какие-либо действия. Таким образом, можно предпринять меры, чтобы предотвратить отключение батареи от ИБП. BMS, как правило, не подключает батарею повторно до тех пор, пока не будут устранены условия, вызвавшие отключение. Вторая причина, по которой необходимо хорошо понимать пределы, — это убедиться, что ИБП в нормальном режиме работы не превысит их. Проверка пределов, при которых ИБП не превысит их, является хорошей практикой и качественным проектированием системы.

Рисунок: 1

Ниже приводится краткое описание функций, содержащихся в типичной BMS.

Балансировка клеток: Цель балансировки элементов заключается в поддержании приблизительно одинакового напряжения на клеммах каждого элемента или блока параллельных элементов в последовательной цепи. Поскольку напряжение элемента тесно связано с ёмкостью, в литиевых аккумуляторах поддержание этого напряжения будет способствовать поддержанию одинаковой ёмкости каждого элемента. Это предотвратит переразряд более слабых элементов с меньшей ёмкостью. Аналогично, элементы с большей ёмкостью не будут перезаряжены. Важность балансировки элементов показана на рисунке 1. Здесь показан цикл разряда и заряда двух батарей LFP, состоящих из 12 последовательно соединённых элементов и 3 параллельно соединённых элементов.

На графиках разряда обратите внимание, что напряжение некоторых элементов в аккумуляторной батарее без балансировки опустилось ниже 2,0 В (минимального предела) ближе к концу разряда. Это свидетельствует о глубоком разряде, который начал проявляться уже после восьмого цикла. В аккумуляторной батарее с балансировкой напряжение большинства элементов упало до 2,5 В, а один достиг 2,3 В перед окончанием разряда. Напряжение всех элементов значительно превышает предел в 2 В.

Во время заряда, после восьмого разряда, обратите внимание на разброс напряжений элементов примерно 0,59 В для батареи без балансировки. Один элемент почти достиг предельного напряжения подзаряда 4,0 В. Превышение этого предела означает перезаряд. В батарее с балансировкой элементы плотно сгруппированы вокруг напряжения подзаряда 3,65 В.

Функция измерения: Напряжение ячеек, показанное на рисунке 1, является одним из таких измерений. Цель этого измерения — убедиться, что напряжения ячеек достаточно близки друг к другу, чтобы аккумулятор мог заряжаться и разряжаться в заданном диапазоне рабочих характеристик. В некоторых случаях система BMS может не разрешать зарядку или разрядку, по крайней мере, при номинальной нагрузке, пока напряжения ячеек не будут находиться в заданном диапазоне. Другой параметр измерения — ток через ячейки. Обычно существуют ограничения по максимальному току заряда и разряда, превышение которого приводит к выдаче предупреждения и возможному отключению аккумулятора от ИБП, если это состояние сохраняется в течение заданного периода времени.

Третий параметр измерения — температура ячеек. При оценке аккумуляторной системы для использования с ИБП необходимо обязательно измерять температуру корпуса одной или нескольких ячеек. Из-за быстрого повышения температуры в случае теплового воздействия измерение температуры (внутреннего) воздуха может быть недостаточно быстрым или чувствительным для обнаружения начала теплового разгона и принятия мер по отключению батареи. Система BMS защищает батарею от перегрева, сигнализируя о приближении температуры ячеек к максимальному значению или его достижении, и в конечном итоге отключает батарею от ИБП при достижении максимального значения. Система BMS иногда также ограничивает или откладывает зарядку батареи до тех пор, пока температура не снизится до необходимого уровня.

Некоторые модели BMS также могут обеспечивать измерение состояния заряда (SOC) и индикацию состояния работоспособности (SOH) аккумуляторной системы. SOC получается путем измерения заряда в ампер-часах (А·ч), снятого (разрядки) и замененного (зарядки). Заряд обычно измеряется путем интегрирования тока в аккумулятор или из него по времени. Начиная с известного значения доступного заряда, SOC - это просто отношение чистого заряда (разряженный А·ч - заряженный А·ч) к доступному заряду. SOH является индикатором степени деградации или старения, произошедшего с момента покупки аккумулятора. Основной подход заключается в определении того, насколько уменьшается доступный заряд со временем. Для этой оценки обычно используется тестовый разряд, начиная с полностью заряженного состояния. Потеря емкости по мере старения аккумулятора иногда называется снижением емкости.

Если вы ищете аккумулятор не только с длительным сроком службы, бесперебойной разрядкой, возможностью быстрой зарядки, более высокой плотностью энергии, но и если вам нужна литиевая батарея, которая обеспечит вам беспроблемную работу и меньший стресс в отношении безопасности, то литий-железо-фосфатные аккумуляторы EverExceed — это лучший выбор для вас, потому что Аккумуляторы EverExceed LFP Внутри установлена система управления зданием мирового класса, которая гарантирует вам полное отсутствие пожара и взрыва!