Introducción en profundidad al BMS de alta tensión

Qué es el BMS de alta tensión

El BMS de alto voltaje está diseñado como un sistema electrónico de supervisión que gestiona el pack de baterías de alto voltaje monitorizando y midiendo los parámetros de las celdas y determinando su estado. Además, protege las celdas de la batería haciéndolas funcionar en SOA (zona de funcionamiento seguro). Estos sistemas se han convertido en esenciales para los paquetes de baterías de iones de litio.

La batería de litio de alto voltaje tiene un número más significativo de celdas de iones de litio conectadas en paralelo y en serie para desarrollar la capacidad total y el voltaje del pack. Todas las baterías están gestionadas por el BMS de alto voltaje; el BMS de alto voltaje está dentro del rango de 60 VDC a 1500 VDC. 

Cómo se compone el BMS de alta tensión

Los sistemas de baterías BMS de alta tensión están diseñados con un conjunto de celdas, lo que significa que se originan múltiples cables desde las celdas de la batería hasta el BMS. Por este motivo, la supervisión, gestión y mantenimiento de estos sistemas son extremadamente complejos. Normalmente, las partes electrónicas están agrupadas y contenidas separadamente de las celdas; es diferente en los BMS distribuidos. Los BMS de alta tensión suelen adoptar la tecnología de BMS distribuido.

Esto se debe a que, en el BMS distribuido, la electrónica está contenida y agrupada en las placas de celdas, que están integradas en las celdas que está midiendo. Además, utiliza los cables de comunicación entre el controlador BMS y las placas de celdas para optimizar las comunicaciones y el cálculo. El BMS distribuido se asegura de que sólo haya unos pocos cables de sensores y cables de comunicación entre los módulos BMS. Además, cada BMS parece ser autónomo.

¿Cómo mide la tensión el BMS?

Una de las funciones más importantes del BMS es medir el voltaje, y afortunadamente, tiene una medición precisa. Hay un módulo especial de adquisición de voltaje de la célula en BMS，y el voltaje se mide utilizando un convertidor analógico a digital. Esto se debe a que la célula de iones de litio necesita funcionar dentro de un rango de voltaje específico, y los límites del SOA se determinan con la ayuda de la química intrínseca de cada célula de iones de litio, así como de la temperatura.

Además, si un pack de baterías experimenta ciclos de corriente, carga de diferentes fuentes de energía y descarga debido a altas demandas de carga, el voltaje SOA se limita para optimizar la vida útil de la batería.

¿Qué importancia tiene un BMS en una batería de litio?

La batería de iones de litio es una batería recargable muy popular en los últimos años, y ha ocupado una posición dominante en el campo del almacenamiento de energía, porque tiene una serie de ventajas, por ejemplo, alta densidad de energía, baja tasa de autodescarga, larga vida de ciclo, alto voltaje de celda, tamaño pequeño y peso ligero, muy duradera y respetuosa con el medio ambiente.

Sin embargo, como el elemento de litio es muy activo, es sensible a la temperatura. En caso de sobrecarga o sobredescarga, pueden producirse cortocircuitos por sobretemperatura y otros fenómenos, que causarán ciertos peligros para la seguridad. Por lo tanto, las baterías de iones de litio están equipadas con BMS para evitar su sobrecarga, sobredescarga y sobrecorriente, controlar y gestionar el estado de la batería, a fin de garantizar el uso seguro y eficaz del rendimiento superior de las baterías de iones de litio. Por tanto, el propio BMS es muy importante para las baterías de iones de litio.

El BMS de alto voltaje puede gestionar más de 1250 VCC de un paquete de baterías, especialmente cuando se integran los controladores multimódulo. Además, mide la tensión, la corriente y la temperatura a nivel de módulo y de célula. Además, calcula la profundidad de descarga y el estado de carga.

Toda esta información se suministra al PCS (Sistema de Conversión de Potencia) para permitir el control de la descarga o la carga precisa, en función de la tensión. Además, proporciona los umbrales de la pila al PCS, que envía avisos de activación cuando se acercan a los límites de seguridad, lo que provoca la activación automática de los ventiladores de refrigeración. Algunas de ellas también disponen de un circuito de precarga cuando la pila se conecta al bus de CC, lo que garantiza la prevención de desajustes de tensión y picos de corriente.

¿Qué controla un BMS?

Ya sea el BMS de alto voltaje o el de bajo voltaje, se trata básicamente de un regulador electrónico que controla y supervisa la descarga o la carga de las baterías recargables. Las funciones de control suelen depender de la complejidad del sistema, ya que algunas son tan sencillas como medir las tensiones y restringir la carga una vez alcanzada la tensión.
Por otro lado, el complejo BMS supervisa el rendimiento y la vida útil de la batería para garantizar un funcionamiento más seguro. Además, supervisan y controlan los sistemas de baterías multicelda y unicelda. Los sistemas multicelda tienden a controlar y supervisar las operaciones de paquetes de celdas individuales, y algunos de ellos están integrados con ordenadores para una supervisión avanzada (alertas por correo electrónico y notificaciones push).

Aplicación del BMS de alta tensión

El BMS de alta tensión se utiliza para las baterías del sistema de almacenamiento de energía o vehículos eléctricos, también desempeñan un papel en la alta tensión Batería de litio del SAI.. Esto se debe a que conecta las baterías de iones de litio para gestionar su funcionalidad. Además, recoge los datos del sistema, y las células funcionan y se equilibran en determinadas condiciones.

Se encarga de controlar la temperatura en todo el pack para abrir o cerrar el circuito para optimizar la temperatura de la batería dentro del estrecho rango de temperatura - se hace para regular el rendimiento de la batería.

Cómo elegir un BMS de alta tensión para un acumulador de energía

La elección del BMS de alta tensión adecuado depende del tamaño del sistema de baterías, así como de su capacidad y tensión nominales. Por tanto, los factores que debes tener en cuenta son:

• Tensión - La tensión es la presión o fuerza con la que la corriente atraviesa un circuito eléctrico. Los paquetes de baterías suelen incluir varias celdas, y el número de celdas tiende a determinar la tensión nominal de todo el paquete de baterías.
• Amperaje - es la medida del flujo de corriente eléctrica y se denomina comúnmente amperios. Ayuda a determinar cuántos electrones pasan por el circuito en un momento determinado; es la velocidad a la que tienden a fluir los electrones en el circuito.
• Capacidad de la batería - se mide en mAh. Muestra la cantidad total de corriente que la batería puede suministrar en una hora hasta que la tensión se reduce al valor específico para cada tipo de batería.
• Tasa C - mide la velocidad de carga o descarga de la batería en relación con la capacidad nominal.

¿Hay baja tensión BMS

Sí, existen BMS de bajo voltaje, y se utilizan habitualmente en diferentes equipos como vehículos recreativos, herramientas eléctricas y embarcaciones. Además, puede utilizarse en pequeñas aplicaciones domésticas de almacenamiento de energía, sobre todo en sistemas de reserva de energía y vehículos especiales. Promete equilibrar las células y gestionar la carga.

Diferencia entre BMS de baja tensión y BMS de alta tensión

La principal diferencia entre el BMS de bajo voltaje y el BMS de alto voltaje es el voltaje. Esto se debe a que los BMS de bajo voltaje suelen ser para baterías de menos de 192v, mientras que los BMS de alto voltaje son para baterías de más de 192v. Dada la diferencia significativa en el valor de la tensión, ¡sus aplicaciones también varían!

Después de leer el artículo, si quieres saber más información sobre los SGE, puedes consultar 10 principales proveedores de sistemas de gestión de baterías.