Un sistema de gestión de baterías (BMS) es un sistema electrónico diseñado para monitorear, gestionar y proteger los paquetes de baterías.desempeñan un papel crucial en la prolongación de la vida de la bateríaA continuación se presenta una introducción detallada:

Comprender el desequilibrio celular

En los paquetes de baterías compuestos por múltiples celdas, las discrepancias en la impedancia de la célula, la temperatura, las características de auto descarga,y otros factores pueden dar lugar a variaciones en el voltaje y el estado de carga (SOC) entre las célulasPor ejemplo, durante la carga, algunas células pueden estar completamente cargadas, mientras que otras permanecen bajo carga; durante la descarga, las células pueden estar completamente cargadas, mientras que otras pueden estar completamente cargadas.algunas células pueden estar sobre descargadas mientras que otras todavía tienen carga residualEl desequilibrio de las celdas puede causar que ciertas celdas experimenten sobrecarga o sobre descarga, acelerando su degradación y reduciendo la capacidad general y la vida útil de la batería.

Métodos y principios de equilibrio celular

• Balanceamiento pasivo:Este método utiliza típicamente resistencias de equilibrio para disipar el exceso de energía de las celdas sobrecargadas como calor, igualizando así el voltaje en todas las celdas.y la facilidad de aplicaciónSin embargo, consume energía durante el proceso de equilibrio, reduciendo la eficiencia de utilización de energía.Se aplica principalmente durante la carga y puede no ser adecuado para escenarios de carga rápida debido a tiempos de equilibrio más largosPor ejemplo, en el sistema de equilibrio pasivo de una batería de iones de litio, cuando el BMS detecta una célula con mayor voltaje, activa la resistencia de equilibrio conectada a esa célula,permitiendo que el exceso de voltaje se disipe como calor hasta que el voltaje se alinee con otras células

• Balanceamiento activo:Este enfoque transfiere activamente el exceso de energía de las celdas altamente cargadas a las celdas o cargas menos cargadas, logrando una redistribución de energía.mejorar la eficiencia de carga y el rendimiento general del paquete de bateríasSin embargo, el equilibrio activo requiere componentes de hardware más caros y complejos, como convertidores, transformadores e inductores.en algunos sistemas de balance activo, la energía de las celdas sobrecargadas se transfiere a las celdas bajocargadas a través de un convertidor CC-CC, lo que permite un equilibrio dinámico entre las celdas.

El papel del equilibrio celular para prolongar la vida de la batería

Además del equilibrio de la célula, un BMS realiza otras funciones como protección contra sobrecarga/descarga, monitoreo de temperatura y gestión térmica.Estas funciones trabajan en sinergia para proteger las baterías de forma integralA continuación se presenta un resumen de algunas funciones relacionadas y sus funciones:

• Prevención de la sobrecarga y descarga de células individuales: Al controlar la tensión y el SOC de cada celda en tiempo real e implementar medidas de equilibrio, el BMS garantiza que la tensión y el SOC de todas las células permanezcan dentro de un rango razonable.Esto evita que las células individuales de sobrecarga o descarga profunda, evitando la degradación acelerada de la capacidad causada por condiciones de carga/descarga excesivas.el BMS utiliza el equilibrio de células para evitar la sobrecarga o sobre descarga de las células de la batería durante la carga y descarga, prolongando la vida útil de la batería
• Mejora de la consistencia del paquete de baterías:El equilibrio de la célula garantiza niveles uniformes de voltaje y SOC en todas las células, mejorando la consistencia del paquete de baterías.Un paquete de baterías más consistente funciona de manera más estable y eficiente durante la carga y descargaEsto disminuye la probabilidad de reacciones secundarias dentro de las células, ralentizando la degradación de la capacidad y prolongando la vida de la batería.Las investigaciones indican que el equilibrio eficaz de las celdas puede aumentar la vida útil de la batería en un 30%-40%
• Optimización de la utilización de la energía de la batería:El equilibrio de células aprovecha completamente la energía de cada célula, maximizando la capacidad total del paquete de baterías.Esto evita el desperdicio de energía debido al desequilibrio de la célula y evita la subutilización de la capacidad de la bateríaComo resultado, el paquete de baterías funciona de manera más eficiente, reduciendo la frecuencia de los ciclos de carga/descarga bajo la misma demanda de energía.Dado que la degradación de la capacidad de la batería está estrechamente relacionada con el número de ciclos de carga/descargaPor ejemplo, en los sistemas de almacenamiento de energía, el balanceo eficiente de las celdas garantiza que el paquete de baterías funcione más cerca de su plena capacidad,Mejorar el uso de energía y extender la vida útil de la batería
• Retrasando el inicio de la fuga térmica:El desequilibrio de la célula puede provocar una generación de calor desigual durante la carga y descarga.que acelera el envejecimiento de la batería y aumenta el riesgo de fuga térmicaEl equilibrio de la célula ayuda a mantener una distribución de temperatura constante dentro del paquete de baterías al igualar los voltajes y corrientes de la célula.reducción del sobrecalentamiento localizado y disminución de la probabilidad de fuga térmicaPor ejemplo, en las baterías de iones de litio, el equilibrio de la célula funciona en conjunto con los sistemas de gestión térmica para controlar eficazmente la temperatura de la célula.retrasando el inicio de la fuga térmica y prolongando la vida de la batería
• Protección contra sobrecarga y sobre descarga: Al regular los ciclos de carga/descarga y evitar la sobrecarga o la descarga profunda, el BMS evita el exceso de tensión y tensión de corriente en las celdas de la batería,reducción de las reacciones electroquímicas irreversibles y de la degradación de la capacidadEsto prolonga efectivamente la vida de la batería.
• Control de la temperatura y gestión térmica:El BMS supervisa continuamente la temperatura de la batería y activa los mecanismos de enfriamiento o ajusta las tasas de carga cuando sea necesario para evitar el sobrecalentamiento o temperaturas extremadamente bajasEsto mitiga los efectos adversos de las fluctuaciones de temperatura en el rendimiento y la vida útil de la batería, retrasando el envejecimiento de la batería.
• Estimación del estado de carga (SOC) y del estado de salud (SOH): la estimación precisa de SOC y SOH permite a los usuarios comprender el estado de la batería y la capacidad restante,permitir un uso razonable de la batería y evitar la sobrecarga o la sobre descargaMientras tanto, la detección temprana de la degradación de la capacidad facilita el mantenimiento y la sustitución oportunos, garantizando el rendimiento de la batería y su longevidad.

Con los continuos avances en tecnología, el BMS está evolucionando hacia una mayor precisión, mayor inteligencia y mayor eficiencia.Aprovechando algoritmos de aprendizaje automático para optimizar la selección de resistencias de equilibrio pasivo basadas en parámetros en tiempo real como el grado de desequilibrio celularEl tiempo de equilibrio y la temperatura de carga pueden mejorar la eficiencia de equilibrio y la utilización de energía.el desarrollo de un sistema de gestión de datos inalámbrico (WBMS) simplifica el diseño del sistema, mejora la fiabilidad y proporciona más flexibilidad y ventajas para el equilibrio de células y la gestión de la batería.