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Lithiumbatterien sind sehr nützlich und werden von vielen unserer Alltagsprodukte angetrieben, wie Golfwagen, Power Wheels, Trolling-Motoren, Wohnmobile usw. Aufgrund ihres komplexen Designs ist die Handhabung der Batterie jedoch schwierig. Und ihre Leistung lässt bei häufigem Gebrauch nach. Ein Batteriemanagementsystem (BMS) kann in dieser Situation helfen. In diesem Blog stellen wir Ihnen die grundlegenden Kenntnisse vor, die Sie über BMS wissen müssen.
Was ist ein Batteriemanagementsystem (BMS)?
BMS ist die Abkürzung für Batteriemanagementsystem. Es handelt sich dabei um ein Batteriemanagementgerät, das hauptsächlich zur Überwachung, zum Schutz und zur Verwaltung des Batteriesystems verwendet wird. Es trägt zur Verbesserung der Sicherheit und Wirksamkeit der Batterie bei, indem es mehrere Faktoren wie Spannung, aktuelle Temperatur und Ladezustand reguliert. Das BMS besteht aus vielen Komponenten (Sensor, Steuerschaltung, Mikrocontroller, Kommunikationsschnittstelle), die zusammenarbeiten, um die Leistung der Batterie zu steuern.
Die zentrale Verarbeitungseinheit des BMS. Sie sammelt Daten von zahlreichen Sensoren und das interne Steuerprogramm verwendet diese Daten dann zum Betrieb der Batterie.
(2) Sensoren
Sensoren überwachen die meisten Eigenschaften der Batterie, einschließlich Spannung, Strom, Temperatur und Ladezustand.
(3) Schalter
Batterieschalter werden verwendet, um die gesamte Stromversorgung einer Batteriebank und angeschlossener Lasten zu unterbrechen. Sie können bei einer Fehlfunktion oder einer Notabschaltung verwendet werden.
(4) Zellausgleicher
Ein Zellausgleicher hilft dabei, Ladung und Entladung jeder Batteriezelle auszugleichen, was die Batterielebensdauer verlängern und die Batterie in einem gesunden Zustand halten kann.
(5) Kommunikationsschnittstelle (nicht alle BMS haben eine)
BMS können über Kommunikationsschnittstellen mit anderen Geräten kommunizieren, einschließlich dem Bordcomputer des Autos. Diese Schnittstelle kann wichtige Diagnosedaten über den Status und die Funktionalität der Batterie liefern.
(1) Batterie überwachen
Ein BMS kann den Zustand der Batterie überwachen und löst eine Abschaltung des Leistungsmoduls aus, wenn die Daten außerhalb des zulässigen Bereichs liegen. Die Überwachung der Spannung jeder Zelle ist für die Gesundheit der Batterie von entscheidender Bedeutung. Ein BMS für Lithium-Ionen-Batterien bietet normalerweise jeder Zelle ein Betriebsspannungsfenster beim Laden und Entladen, um eine Verschlechterung der Batterie zu vermeiden. Da Lithiumbatteriezellen sehr empfindlich auf Überladung und Überentladung reagieren und ein Ungleichgewicht der Zellen zu thermischem Durchgehen und Zellverschlechterung führen kann, verringert sich die Effizienz und die Lebensdauer der Batterie wird verkürzt. Die Betriebsspannung der Batteriezellen liegt je nach verwendeter Lithiumchemie zwischen 2,5 V und 4,2 V. Wird die Batterie über diesen Bereich hinaus betrieben, verkürzt sich die Batterielebensdauer erheblich und die Batterie kann sogar beschädigt werden.
(2) Batterie schützen
Ein Batteriemanagementsystem (BMS) kann den Lade- und Entladevorgang überwachen und steuern, um sicherzustellen, dass die Batterie innerhalb ihres sicheren Betriebsbereichs bleibt.
BMS schätzt den SOC der Batterie anhand von Spannungs- und Strommessungen. Dadurch kann das BMS vorhersagen, wann die Batterie ihre Stromgrenze erreicht hat, und sobald die Batteriespannung über/unter der Sicherheitsgrenze liegt, begrenzt das BMS den Entladestrom oder beendet die Entladung.
Überspannungsschutz/Unterspannungsschutz:
BMS verhindert Überspannung/Unterspannung, indem es den Ladestrom begrenzt oder den Ladevorgang stoppt. Wenn die Spannung der Batterie höher/niedriger als die Sicherheitsspannung ist, schaltet das BMS den Ladekreis ab, um Schäden an der Batterie zu verhindern.
Temperaturschutz：
Überladung und Überentladung können zu einem Anstieg der Batterietemperatur oder sogar zu einem thermischen Durchgehen führen. BMS trägt dazu bei, dieses Risiko zu verringern, indem es die Batterietemperatur überwacht und Maßnahmen ergreift, wenn die Temperatur ihren sicheren Betriebsbereich überschreitet.
Das Batteriemanagementsystem (BMS) überwacht kontinuierlich Spannung, Strom und andere Parameter, um Kurzschlüsse zu verhindern. Eine fehlerhafte Verkabelung verursacht Kurzschlüsse, die sowohl für die Batterie als auch für das angeschlossene Gerät ein erhebliches Risiko darstellen. Und das BMS kann die Batterie vor Kurzschlüssen schützen.
(4) Batterie ausbalancieren
Im Gegensatz zu Blei-Säure steigt die Spannung einer voll geladenen Lithiumbatterie schnell an. Wenn dies nicht rechtzeitig kontrolliert wird, kann dies zu einer Verschlechterung der Batterieleistung führen. Es gibt große Leistungsunterschiede zwischen den Batteriezellen, die zu Fehlfunktionen innerhalb des sicheren Spannungsbereichs führen können.
TIPPS: Konsistenz der Batteriezellen (SOC-Ladezustand)
Ein guter Batteriesatz sollte wie ein ordentliches Quadrat in einer Parade aussehen und beim Vorwärtsbewegen den gleichen Rhythmus beibehalten. Beispielsweise muss während des Ladevorgangs das Laden anderer Batteriezellen im selben Batteriesatz sofort gestoppt werden, sobald eine Batteriezelle vollständig geladen ist (100 % Kapazität erreicht). Andernfalls wird die Batterie überladen und es kommt zu irreversiblen Schäden.
Freundliche Erinnerung
Obwohl das BMS dafür ausgelegt ist, die ordnungsgemäße Funktion der Batterie aufrechtzuerhalten, ist dennoch eine regelmäßige Wartung erforderlich, um ihre Lebensdauer zu verlängern. Bitte halten Sie die Batterie trocken und sauber, vermeiden Sie außerdem hohe Temperaturen und überladen oder entladen Sie sie nicht.