{"id":23957,"date":"2021-10-03T16:43:21","date_gmt":"2021-10-03T16:43:21","guid":{"rendered":"https:\/\/www.takomabattery.com\/?p=23957"},"modified":"2023-12-06T08:19:05","modified_gmt":"2023-12-06T08:19:05","slug":"main-function-of-battery-management-system","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.takomabattery.com\/es\/main-function-of-battery-management-system\/","title":{"rendered":"Funci\u00f3n principal del sistema de gesti\u00f3n de bater\u00edas"},"content":{"rendered":"
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Funci\u00f3n principal del sistema de gesti\u00f3n de bater\u00edas<\/h1>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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  1. Funci\u00f3n principal del sistema de gesti\u00f3n de bater\u00edas: gesti\u00f3n del equilibrio<\/a>
    1. \u00bfPor qu\u00e9 el sistema de gesti\u00f3n de la bater\u00eda necesita realizar la ecualizaci\u00f3n de la bater\u00eda?<\/a><\/li>
    2. Un ejemplo sencillo<\/a><\/li>
    3. \u00bfCu\u00e1ndo necesita el sistema de gesti\u00f3n de bater\u00edas equilibrar la bater\u00eda?<\/a><\/li>
    4. Un ejemplo gr\u00e1fico<\/a><\/li><\/ol><\/li>
    5. Ecualizaci\u00f3n pasiva: se consume el exceso de energ\u00eda<\/a>
      1. Ventajas e inconvenientes de la ecualizaci\u00f3n pasiva<\/a><\/li><\/ol><\/li>
      2. Ecualizaci\u00f3n activa\uff1ael exceso de energ\u00eda se transfiere a una c\u00e9lula con bajo SOC.<\/a>
        1. Ventajas e inconvenientes de la ecualizaci\u00f3n activa<\/a><\/li><\/ol><\/li>
        2. Otras funciones del sistema de gesti\u00f3n de bater\u00edas<\/a>
          1. Control de la corriente de la bater\u00eda<\/a><\/li>
          2. Comunicarse con sistemas externos<\/a><\/li>
          3. Controlar el contacto<\/a><\/li><\/ol><\/li>
          4. Sistema de control del software del sistema de gesti\u00f3n de bater\u00edas<\/a><\/li><\/ol><\/div>

            Funci\u00f3n principal del sistema de gesti\u00f3n de bater\u00edas: gesti\u00f3n del equilibrio<\/h2>

            Una funci\u00f3n importante del sistema de gesti\u00f3n de bater\u00edas es mantener el mismo estado de carga (SOC) en el paquete de bater\u00edas, lo que implica la ecualizaci\u00f3n del estado. La bater\u00eda se fabrica dentro de las especificaciones, pero el voltaje o el SOC de la bater\u00eda pueden no ser tan constantes cuando se env\u00eda de f\u00e1brica. Adem\u00e1s, como la mayor\u00eda de las bater\u00edas, las de iones de litio pueden tener fugas o autodescargarse con el tiempo. Por ejemplo, si la bater\u00eda se envi\u00f3 con 3,7 V y 100%SOC, cuando la c\u00e9lula lleg\u00f3 al montaje, quiz\u00e1 el SOC hab\u00eda bajado a 99,5%.<\/p>

            \"Una<\/p>

            \u00bfPor qu\u00e9 el sistema de gesti\u00f3n de la bater\u00eda necesita realizar la ecualizaci\u00f3n de la bater\u00eda?<\/h4>

            Los grandes paquetes de bater\u00edas de iones de litio suelen constar de cientos o miles de celdas, y el SOC puede ser ligeramente diferente cuando las celdas llegan al ingeniero de montaje de la bater\u00eda. Esto puede parecer una diferencia muy peque\u00f1a, pero puede causar muchos problemas cuando el sistema de bater\u00edas empieza a funcionar. Esto se debe a que la celda con el SOC m\u00e1s peque\u00f1o limita la capacidad de carga y descarga del pack de bater\u00edas.<\/p>

            Un ejemplo sencillo<\/h4>

            Un ejemplo sencillo puede ayudar a entender el asunto. Por ejemplo, si tenemos tres celdas, dos de las cuales tienen el mismo SOC, y la celda n\u00ba 3 tiene una capacidad ligeramente inferior, es decir, el estado del grupo de celdas es desigual. Cuando todas las c\u00e9lulas se descargan con la misma corriente, la c\u00e9lula n\u00fam. 1 alcanzar\u00e1 su punto de terminaci\u00f3n antes que las otras dos, y el grupo de bater\u00edas dejar\u00e1 de descargarse, ya que si se sigue descargando se da\u00f1ar\u00e1 la celda no. 1. Esto significa que la energ\u00eda en la c\u00e9lula no. 2 y no.3 no puede ser completamente liberado, siempre habr\u00e1 legado de consumo de energ\u00eda de la bater\u00eda restante. Con el aumento de la circulaci\u00f3n, las bater\u00edas de carga y descarga de las diferencias SOC tambi\u00e9n aumenta, la bater\u00eda m\u00e1s d\u00e9bil trabajar m\u00e1s duro que el otro, con el tiempo conducen a las bater\u00edas fallo prematuro, e incluso todo el fallo del sistema de bater\u00edas.<\/p>

            Por lo tanto, es muy importante garantizar que cada celda se encuentre en el mismo SOC posible, lo cual es un prop\u00f3sito y una funci\u00f3n importantes del sistema de gesti\u00f3n de bater\u00edas. Ecualizaci\u00f3n significa que el SOC de cada celda de un pack de bater\u00edas alcanza un nivel similar para maximizar la capacidad de todo el pack de bater\u00edas.<\/p>

            \u00bfCu\u00e1ndo necesita el sistema de gesti\u00f3n de bater\u00edas equilibrar la bater\u00eda?<\/h4>

            Si las c\u00e9lulas est\u00e1n conectadas en paralelo, se igualan autom\u00e1ticamente. Sin embargo, cada conjunto de\u00a0<\/p>

            m\u00f3dulos paralelos sigue siendo necesario equilibrar. Ahora que sabemos lo importante que es el equilibrio, necesitamos saber cu\u00e1ndo hay que equilibrar. La mayor\u00eda de los sistemas de gesti\u00f3n de bater\u00edas que existen actualmente en el mercado realizan el equilibrado de las bater\u00edas mientras el sistema de almacenamiento de energ\u00eda se est\u00e1 cargando por las siguientes razones. En primer lugar, el equilibrado suele llevar mucho tiempo, y para medir con precisi\u00f3n la capacidad y la tensi\u00f3n de la bater\u00eda en un sistema de almacenamiento de energ\u00eda, la bater\u00eda debe estar fuera de uso. En segundo lugar, para medir con precisi\u00f3n la capacidad y la tensi\u00f3n de la bater\u00eda, es necesario poner la bater\u00eda en estado de desuso.<\/p>

            En los veh\u00edculos el\u00e9ctricos h\u00edbridos, la ecualizaci\u00f3n de la bater\u00eda puede realizarse te\u00f3ricamente durante largos periodos de conducci\u00f3n a alta velocidad, porque la bater\u00eda b\u00e1sicamente no se utiliza en ese periodo. Pero eso plantea otra cuesti\u00f3n: \u00bfc\u00f3mo sabe el sistema de gesti\u00f3n de la bater\u00eda que el coche est\u00e1 en la autopista y que puede equilibrar la bater\u00eda? Controlando la velocidad de las ruedas se podr\u00eda determinar el estado del veh\u00edculo, pero hay que asegurarse de que el veh\u00edculo permanece en la autopista el tiempo suficiente para equilibrar la celda de la bater\u00eda.<\/p>

            \"Cu\u00e1ndo-el-sistema-de-gesti\u00f3n-de-la-bater\u00eda-necesita-equilibrar-la-bater\u00eda\"<\/h4>

            Un ejemplo gr\u00e1fico<\/h4>

            Podemos utilizar un ejemplo gr\u00e1fico para entender el m\u00e9todo de igualaci\u00f3n de celdas. Imagina que juegas a un juego en el que hay tres vasos sobre la mesa. Hay que llenarlos de agua y finalmente vaciar los vasos. Pero hay que seguir algunas reglas. En primer lugar, hay que utilizar unos dispositivos especiales con canales para que los tres vasos se llenen con la misma cantidad de agua al mismo tiempo. Segundo, si un vaso est\u00e1 lleno, hay que dejar de llenarlo, por muy llenos que est\u00e9n los dem\u00e1s; Tercero, tienen que utilizar otro utensilio para verter la misma cantidad de agua de los tres vasos al mismo tiempo. Cuarto, parar si una de las tazas se ha vaciado. Inicia ahora el juego y veamos qu\u00e9 ocurre. Los estados iniciales de las tres tazas se muestran en la Figura, que es an\u00e1loga a las celdas de diferentes SOC.<\/p>

            \"Por<\/p>

            Para mostrar mejor los resultados del juego, exageramos la posici\u00f3n del agua en la imagen. El resultado, sin embargo, es obvio: cuando empiezas a verter agua por el pasillo en el vaso, el \u00faltimo vaso se llena primero. Ahora puedes ver que los otros dos vasos todav\u00eda tienen espacio para el agua, sobre todo el primer vaso no est\u00e1 ni cerca de llenarse.<\/p>

            \"Por<\/p>

            Como puedes ver en este juego, hay dos formas de conseguir la igualaci\u00f3n celular. Una forma es verter un poco de agua de un vaso lleno. La otra consiste en trasvasar agua de un vaso lleno a otro con menos agua. Del mismo modo, hay dos maneras de igualar las celdas de una bater\u00eda de iones de litio. La mayor diferencia entre ambos m\u00e9todos es qu\u00e9 hacer con la energ\u00eda de las celdas. En la siguiente secci\u00f3n, describiremos estos dos enfoques, denominados ecualizaci\u00f3n activa y pasiva.<\/p>

            Ecualizaci\u00f3n pasiva: se consume el exceso de energ\u00eda<\/h2>

            En la ecualizaci\u00f3n pasiva, se consume la energ\u00eda sobrante en una c\u00e9lula de alto SOC. Hay muchas formas de consumirla, pero el uso m\u00e1s com\u00fan es convertir el exceso de energ\u00eda en calor utilizando resistencias el\u00e9ctricas. Por supuesto, esto implica montar resistencias del tama\u00f1o adecuado en la placa de circuito esclava que monitoriza la c\u00e9lula. Normalmente se utiliza una sola resistencia para ecualizar todas las c\u00e9lulas, aunque la ecualizaci\u00f3n de las c\u00e9lulas no se realiza simult\u00e1neamente.<\/p>

            \"Igualaci\u00f3n<\/p>

            Ventajas e inconvenientes de la ecualizaci\u00f3n pasiva<\/h4>

            La principal ventaja de la ecualizaci\u00f3n pasiva es su bajo coste, por lo que los veh\u00edculos el\u00e9ctricos ordinarios eligen mayoritariamente el sistema de ecualizaci\u00f3n pasiva. Pero sus desventajas tambi\u00e9n son evidentes. En primer lugar, el equilibrio pasivo desperdicia energ\u00eda. En segundo lugar, la energ\u00eda disipada por el calor debe gestionarse en el sistema de bater\u00edas. En tercer lugar, la ecualizaci\u00f3n pasiva suele tardar m\u00e1s que la activa.<\/p>

            Ecualizaci\u00f3n activa\uff1ael exceso de energ\u00eda se transfiere a una c\u00e9lula con bajo SOC.<\/h2>

            En un sistema de ecualizaci\u00f3n activa, el exceso de energ\u00eda en una c\u00e9lula de alto SOC puede transferirse a una c\u00e9lula de bajo SOC hasta que todas las c\u00e9lulas alcancen el mismo SOC. Este proceso puede repetirse varias veces, hasta que todas las c\u00e9lulas alcancen el mismo SOC antes de que se detenga la ecualizaci\u00f3n y se reanude la carga.<\/p>

            \"En<\/p>

            Ventajas e inconvenientes de la ecualizaci\u00f3n activa<\/h4>

            La ventaja de la ecualizaci\u00f3n activa es que el exceso de energ\u00eda no se desperdicia, sino que se transfiere a otras c\u00e9lulas. Sin embargo, el inconveniente de este enfoque es que el proceso de ecualizaci\u00f3n requiere un hardware complejo, que no s\u00f3lo aumenta el coste, sino que tambi\u00e9n ocupa espacio en el paquete de bater\u00edas. Adem\u00e1s, es necesario conectar electr\u00f3nicamente cada c\u00e9lula o un grupo de c\u00e9lulas a una placa de circuito esclava en su conjunto.<\/p>

            Muchos estudios anteriores que evaluaban estos dos sistemas no han demostrado los beneficios a largo plazo de los sistemas de ecualizaci\u00f3n activa. En otras palabras, en lo que respecta al nivel tecnol\u00f3gico actual, los dos m\u00e9todos de ecualizaci\u00f3n no son igual de funcionales, y el coste del sistema de ecualizaci\u00f3n activa es relativamente m\u00e1s elevado.<\/p>

            Otras funciones del sistema de gesti\u00f3n de bater\u00edas<\/h2>

            Adem\u00e1s del equilibrado, el sistema de gesti\u00f3n de bater\u00edas tiene muchas otras funciones importantes. Por ejemplo, un sistema de almacenamiento de energ\u00eda sin ecualizaci\u00f3n puede seguir funcionando, aunque la ecualizaci\u00f3n de la capacidad tiene un impacto significativo en la vida \u00fatil del paquete de bater\u00edas. Sin embargo, controlar la temperatura y el voltaje de la c\u00e9lula y el pack de bater\u00edas es fundamental para la seguridad del sistema. Por lo tanto, una de las tareas principales del sistema de gesti\u00f3n de bater\u00edas es garantizar que el sistema de bater\u00edas y la c\u00e9lula funcionen en un estado seguro, lo que incluye la supervisi\u00f3n de la corriente del paquete de bater\u00edas, la tensi\u00f3n y la temperatura de la c\u00e9lula.<\/p>

            \"Adem\u00e1s<\/p>

            Control de la corriente de la bater\u00eda<\/h4>

            La monitorizaci\u00f3n de la corriente de la bater\u00eda puede determinar cu\u00e1nta potencia hay disponible en el sistema cuando se carga y descarga. Es importante que el sistema de gesti\u00f3n de bater\u00edas controle cada c\u00e9lula de un pack de bater\u00edas en serie (si la c\u00e9lula est\u00e1 en paralelo, la mayor\u00eda de los sistemas de gesti\u00f3n de bater\u00edas la tratar\u00e1n como una \u00fanica c\u00e9lula) porque la tensi\u00f3n de carga de la c\u00e9lula supera la tensi\u00f3n m\u00e1xima o la tensi\u00f3n de descarga cae por debajo de la tensi\u00f3n m\u00ednima. Estos datos pueden orientar al sistema sobre cu\u00e1ndo iniciar la carga y cu\u00e1ndo detener la descarga. Controlar y gestionar la temperatura de la c\u00e9lula es otra funci\u00f3n importante, porque el funcionamiento continuo en condiciones extremas no s\u00f3lo reduce la vida \u00fatil de la c\u00e9lula, sino que tambi\u00e9n aumenta el riesgo de fuga t\u00e9rmica de la c\u00e9lula. El sistema de gesti\u00f3n de bater\u00edas puede indicar al sistema si es necesario calentar o enfriar la c\u00e9lula.<\/p>

            Comunicarse con sistemas externos<\/h4>

            Otra funci\u00f3n importante del sistema de gesti\u00f3n de bater\u00edas es la comunicaci\u00f3n con sistemas externos. Muchos sistemas avanzados de gesti\u00f3n de bater\u00edas pueden recibir informaci\u00f3n del veh\u00edculo o del controlador del motor y enviar comentarios. En general, el sistema de gesti\u00f3n de la bater\u00eda puede enviar solicitudes para reducir o detener la descarga de la bater\u00eda y, a continuaci\u00f3n, enviar datos sobre el estado de la bater\u00eda (como la capacidad y la energ\u00eda restantes de la bater\u00eda), que pueden convertirse en kilometraje o vida \u00fatil para el usuario.<\/p>

            Controlar el contacto<\/h4>

            Por \u00faltimo, el sistema de gesti\u00f3n de la bater\u00eda tambi\u00e9n puede decidir cu\u00e1ndo encender y apagar el contacto del sistema, es decir, controlar la corriente que fluye de la bater\u00eda al motor, o del sistema de carga a la bater\u00eda para cargarla.<\/p>

            Sistema de control del software del sistema de gesti\u00f3n de bater\u00edas<\/h2>

            El software, el controlador del sistema de gesti\u00f3n de bater\u00edas, lo controla todo. La mayor\u00eda de los fabricantes consideran que el software es la tecnolog\u00eda central, porque controla todo el sistema de gesti\u00f3n de bater\u00edas. La mayor parte del hardware puede basarse en componentes disponibles en el mercado, pero el software requiere un dise\u00f1o personalizado, que no s\u00f3lo consta de miles de l\u00edneas de c\u00f3digo de programaci\u00f3n, sino que el c\u00f3digo puede incluir muchos algoritmos. El software de control utiliza una serie de f\u00f3rmulas matem\u00e1ticas y m\u00e9todos de c\u00e1lculo para conocer los distintos estados (SOx) de todas las bater\u00edas en diferentes momentos, como la energ\u00eda y potencia actuales disponibles, el SOC actual, cu\u00e1nto SOC queda, cu\u00e1nto tiempo de vida le queda a la bater\u00eda, etc. Este algoritmo suele basarse en modelos muy complejos, y se basa en alg\u00fan tipo de sistema y estructura de la c\u00e9lula.<\/p>

            \"Adem\u00e1s<\/p>

            En la mayor\u00eda de los casos, un dise\u00f1ador de sistemas de gesti\u00f3n de bater\u00edas estudia una c\u00e9lula en funcionamiento en un entorno de laboratorio controlado para comprender c\u00f3mo funciona en distintas condiciones y, a continuaci\u00f3n, lo traduce en c\u00f3digo. Mediante una serie de pasos repetidos, los dise\u00f1adores de software pueden llegar a crear un algoritmo que prediga con exactitud el rendimiento de la c\u00e9lula en la mayor\u00eda de las condiciones.<\/p>

            El dise\u00f1o del sistema de gesti\u00f3n de bater\u00edas es tan complejo que un sistema de gesti\u00f3n de bater\u00edas adecuado para un tipo qu\u00edmico de c\u00e9lula puede no serlo para otros tipos qu\u00edmicos de c\u00e9lula diferentes. Por ejemplo, una c\u00e9lula NMC t\u00edpica funciona a 3,7V, mientras que una c\u00e9lula LFP funciona a 3,3V y una c\u00e9lula LTO funciona a 2,2V. Por lo tanto, todos los algoritmos deben conocer los voltajes m\u00e1ximo y m\u00ednimo a los que puede funcionar la c\u00e9lula. Varios fabricantes de sistemas de gesti\u00f3n de bater\u00edas han desarrollado software diferente para dar servicio a su hardware para diferentes tipos de aplicaciones de bater\u00edas.<\/p><\/div>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

            Main function of battery management system Main function of battery management system: balance management Why the battery management system need to perform battery equalization? A simple example When the battery management system need to balance the battery? A graphic example Passive equalization: excess energy is consumed Advantage and disadvantages of passive equalization Active equalization\uff1aexcess energy […]<\/p>\n","protected":false},"author":6,"featured_media":24136,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_lmt_disableupdate":"","_lmt_disable":"","site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"default","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","ast-disable-related-posts":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[187],"tags":[7,117,130,153,143],"class_list":["post-23957","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-battery-management-system","tag-battery","tag-battery-cell","tag-lithium-battery","tag-lithium-ion-battery","tag-power-battery"],"modified_by":"tycorun666","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.takomabattery.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/23957","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.takomabattery.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.takomabattery.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.takomabattery.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/6"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.takomabattery.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=23957"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.takomabattery.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/23957\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.takomabattery.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/24136"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.takomabattery.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=23957"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.takomabattery.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=23957"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.takomabattery.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=23957"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}