Le système de gestion de la batterie (BMS) est le système de contrôle principal du bloc-batterie, responsable de la surveillance, de la protection et de l'optimisation des performances de la batterie afin d'assurer son fonctionnement sûr, fiable et efficace.
Fonctions principales du BMS
Les principales fonctions d'un système de gestion de bâtiments (BMS) peuvent être divisées en plusieurs catégories :
1. Surveillance de l'état de la batterie
Surveillance de la tension : Surveillance en temps réel de la tension de chaque cellule de la batterie et de l'ensemble du pack de batteries, obtention précise des données de tension, afin de détecter rapidement les anomalies de tension, telles que les surtensions, les sous-tensions, etc., et de fournir des informations de base pour l'utilisation sûre et l'évaluation des performances de la batterie.
Surveillance en cours : Mesurer avec précision l'intensité et la direction du courant pendant le processus de charge et de décharge de la batterie, comprendre l'état de charge et de décharge de la batterie et le flux d'énergie, puis calculer la capacité de charge et de décharge de la batterie, fournit une base importante pour estimer la capacité restante de la batterie.
Surveillance de la température : Surveillance en temps réel de la température à différents endroits de la batterie. La batterie générant de la chaleur lors des cycles de charge et de décharge, une température trop élevée ou trop basse peut affecter ses performances et sa durée de vie, voire engendrer des problèmes de sécurité. Une surveillance précise de la température est donc essentielle pour garantir la sécurité et les performances de la batterie.
2. Évaluation de l'état de la batterie
Estimation du SOC : En se basant sur la tension, le courant, la température et d'autres paramètres de la batterie, plusieurs algorithmes tels que la méthode d'intégration ampère-heure, la méthode de la tension en circuit ouvert, la méthode des réseaux neuronaux, etc., sont utilisés pour estimer en temps réel la capacité restante de la batterie, afin que les utilisateurs puissent clairement comprendre la capacité disponible et ainsi adapter l'utilisation de leurs équipements.
Évaluation de l'état de santé (SOH) : En analysant les données historiques de charge et de décharge de la batterie, les variations de résistance interne, l'atténuation de capacité, etc., l'état de santé de la batterie est évalué, sa durée de vie restante est prédite et une référence est fournie pour le remplacement et l'entretien de la batterie, ce qui contribue à améliorer la fiabilité et la stabilité de l'équipement.
3. Gestion des charges et des décharges
Contrôle de la charge : Durant la charge, le courant et la tension sont contrôlés avec précision en fonction de l'état de la batterie et des besoins de charge afin de garantir une charge sûre et efficace, d'éviter la surcharge, la sous-charge et la surchauffe, et de prolonger la durée de vie de la batterie. Par exemple, le mode de charge à courant et tension constants est utilisé. Au début de la charge, la batterie est chargée à courant constant. Lorsque sa tension atteint une certaine valeur, le mode de charge à tension constante est activé jusqu'à la fin du processus.
Contrôle du débit : Surveillez le processus de décharge de la batterie afin d'éviter une décharge excessive. Lorsque la tension ou la puissance de la batterie atteint le seuil minimal défini, le circuit de décharge est automatiquement coupé pour la protéger contre tout dommage irréversible. Parallèlement, la puissance de sortie de la batterie est répartie de manière optimale en fonction des besoins en énergie, garantissant ainsi une alimentation stable quelles que soient les conditions de fonctionnement.
4. Protection de sécurité de la batterie
Protection contre les surtensions : Lorsque la tension d'un bloc-batterie ou d'une cellule unique dépasse le seuil de sécurité, le BMS prend rapidement des mesures, telles que la coupure du circuit de charge ou la limitation de la tension de charge, afin d'empêcher la batterie de gonfler, de brûler ou même d'exploser en raison d'une surtension.
Protection contre les surintensités : Dès qu'il est détecté que le courant de charge et de décharge de la batterie dépasse la valeur maximale autorisée, le BMS coupe immédiatement le circuit afin d'éviter que la batterie et les autres équipements ne soient endommagés par une surintensité, et également de prévenir les risques de surchauffe et d'incendie causés par un courant excessif.
Protection contre la surchauffe : Lorsque la température de la batterie devient trop élevée, le système de gestion de batterie (BMS) active un mécanisme de dissipation thermique, comme la mise en marche d'un ventilateur ou l'arrêt des opérations de charge et de décharge, afin de réduire la température et d'éviter un vieillissement prématuré ou des risques liés à une surchauffe. De plus, la batterie peut être chauffée dans un environnement à basse température pour garantir son fonctionnement dans une plage de températures optimale.
Protection contre les courts-circuits : En cas de court-circuit à l'intérieur ou à l'extérieur du bloc-batterie, le BMS peut rapidement détecter et couper le circuit afin d'empêcher le courant de court-circuit de causer des dommages importants à la batterie et à l'équipement, et garantir la sécurité des personnes et des équipements.
5. Gestion du solde :
En raison des différences de processus de fabrication, de capacité initiale, de taux d'autodécharge, etc., entre les cellules de la batterie, des incohérences peuvent survenir lors des cycles de charge et de décharge, entraînant une baisse des performances globales de la batterie. Le BMS utilise une technologie d'équilibrage active ou passive pour équilibrer les cellules, permettant ainsi à chaque cellule d'être chargée et déchargée dans des conditions quasi identiques. Ceci améliore la capacité globale et la durée de vie de la batterie.
6. Fonction de communication :
Le BMS communique avec les appareils externes via des protocoles de communication spécifiques (tels que CAN, RS485, etc.), transmet les informations sur l'état de la batterie (telles que la tension, le courant, la température, l'état de charge, l'état de santé, etc.) au système de contrôle ou à l'interface utilisateur de l'appareil, et reçoit des commandes de contrôle de l'extérieur pour assurer la surveillance et la gestion à distance de la batterie, permettant ainsi aux utilisateurs de comprendre en temps réel l'état de fonctionnement de la batterie et d'effectuer les opérations et les réglages correspondants.
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