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Que é a função de BMS?

Um sistema de gestão de bateria (BMS) é todo o sistema eletrônico que controlar uma bateria recarregável (bloco da pilha ou da bateria), como pela proteção da bateria do funcionamento fora de sua área de funcionamento seguro, monitoração de seu estado, cálculo de dados secundários, relatório de que dados, controlo de seu ambiente, autenticação dele e/ou equilíbrio dele.

Um bloco da bateria construído junto com um sistema de gestão da bateria com um ônibus de dados de uma comunicação externo é um bloco esperto da bateria. Um bloco esperto da bateria deve ser carregado por um carregador de bateria esperto.

Proteção

Um BMS pode proteger sua bateria impedindo que se opere fora de sua área de funcionamento seguro, como:

• Sobrecarregamento
• Sobre-descarregamento
• Sobrecarga durante o carregamento
• Sobrecarga durante a descarga
• Sobretensão durante o carregamento, especialmente importante para acidificado ao chumbo, o Li-íon e as pilhas LiFePO4
• Sob-tensão durante o descarregamento, especialmente importante para o Li-íon e as pilhas LiFePO4
• Temperatura excessiva
• Carregamento quando sob a baixa temperatura
• Sobrepressão (baterias de NiMH)
• Detecção atual à terra da falha ou do escapamento (monitoração de sistema que a bateria de alta tensão está desligada eletricamente de todo o objeto condutor touchable para se usar como o corpo do veículo)

O BMS pode impedir a operação fora da área de funcionamento seguro da bateria perto:

• Incluindo um interruptor interno (tal como um relé ou um mosfet) que seja aberto se a bateria é operada fora de sua área de funcionamento seguro
• Pedindo os dispositivos a que a bateria é conectada para se reduzir ou mesmo parar de usar ou carregar a bateria.
• Ativamente controlando o ambiente, como através de calefatores, fãs, condicionamento de ar ou refrigerar de líquido

Equilíbrio

A fim maximizar a capacidade da bateria, e impedir o sob-carregamento localizado ou o sobrecarregamento, o BMS pode ativamente assegurar-se de que todas as pilhas que compõem a bateria estejam mantidas na mesmo tensão ou estado de carga, com do equilíbrio. O BMS pode equilibrar as pilhas perto:

• Energia de desperdício das pilhas as mais carregadas conectando as a uma carga (tal como reguladores completamente passivos)
• Baralhando a energia das pilhas as mais carregadas a menos pilhas carregadas (equilibradores)
• Reduzir a corrente de carregamento a um suficientemente de baixo nível que não danifique pilhas inteiramente carregadas, quando as pilhas menos carregadas puderem continuar a carregar (não se aplica às pilhas da química do lítio)

Conexão de bateria para carregar o circuito

Um BMS pode igualmente caracterizar um sistema da pré-carga permitindo uma maneira segura de conectar a bateria às cargas diferentes e eliminando as correntes excessivas do inrush para carregar capacitores.

A conexão às cargas é controlada normalmente através dos relés eletromagnéticos chamou contatores. O circuito da pré-carga pode ser um ou outro resistores do poder conectados em série com as cargas até que os capacitores estejam carregados. Alternativamente, uma fonte de alimentação comutada do modo conectada paralelamente às cargas pode ser usada para carregar a tensão do circuito da carga até um fim nivelado bastante à tensão da bateria a fim reservar fechar os contatores entre a bateria e o circuito da carga. Um BMS pode ter um circuito que possa verificar se um relé seja já fechado antes de pré-carregar (devido à solda por exemplo) para impedir correntes do inrush para ocorrer.

Uma comunicação

O unidade central de processador de um BMS comunica-se internamente com seu hardware que opera-se a nível da pilha, ou externamente com o hardware de nível elevado tal como portáteis ou um HMI.

Uma comunicação externo de nível elevado é simples e usa diversos métodos

• Tipos diferentes de comunicações de série.
• Comunicações do ônibus da LATA, de uso geral em ambientes automotivos.
• Tipos diferentes de comunicações sem fio.

A baixa tensão BMSes centralizado na maior parte não tem nenhuma comunicações interna.

BMSes distribuído ou modular deve usar alguma comunicação interna de baixo nível do pilha-controlador (arquitetura modular) ou do controlador-controlador (arquitetura distribuída). Estes tipos de comunicações são difíceis, especialmente para sistemas de alta tensão. O problema é deslocamento da tensão entre pilhas. O primeiro sinal de terra da pilha pode ser centenas de volts mais altamente do que o outro sinal à terra da pilha. Independentemente dos protocolos do software, há duas maneiras conhecidas de uma comunicação do hardware para sistemas de deslocamento da tensão, ótico-isolador e uma comunicação sem fio. Uma outra limitação para comunicações internas é o número máximo de pilhas. Para a arquitetura modular a maioria de hardware é limitado aos nós do máximo 255. Para sistemas de alta tensão a época procurando de todas as pilhas é uma outra limitação, limitando velocidades mínimas do ônibus e perdendo algumas opções de hardware. O custo de sistemas modulares é importante, porque pode ser comparável ao preço da pilha. Combinação de resultados das limitações do hardware e do software em algumas opções para uma comunicação interna:

• Comunicações de série isoladas
• comunicações de série sem fio

Para contornear limitações do poder dos cabos existentes de USB devendo aquecer-se de atual elétrico, os protocolos de comunicação executados em carregadores do telefone celular para negociar uma tensão elevado foram desenvolvidos, o mais amplamente utilizado de que são a carga rápida de Qualcomm e a bomba de MediaTek expressa. “VOOC” por Oppo (igualmente marcado como do “a carga traço” com o “OnePlus”) aumenta a corrente em vez da tensão com o alvo para reduzir o calor produzido no dispositivo internamente de converter uma tensão elevado para baixo à tensão de carregamento terminal da bateria, que de qualquer modo faz incompatível com cabos existentes de USB e confia em cabos alto-atuais especiais de USB com fios de cobre em conformidade mais grossos. Mais recentemente, o padrão da entrega de poder de USB aponta para um protocolo universal da negociação através dos dispositivos de até 240 watts.

Computação

Adicionalmente, um BMS pode calcular os valores baseados nos artigos abaixo, como: [a citação precisou]

• Tensão: tensão mínima e máxima da pilha
• Estado da carga (SoC) ou profundidade da descarga (DoD), para indicar o nível da carga da bateria
• Estados da saúde (SoH), uma medida variamente-definida da capacidade restante da bateria como % da capacidade original
• Estado de poder (concessão), da quantidade de poder disponível para um intervalo de tempo definido dado o uso atual do poder, de temperatura e de outras circunstâncias
• Estado da segurança (SOS)
• Corrente de carga máxima como um limite da corrente de carga (CCL)
• Corrente de descarga máxima como um limite da corrente de descarga (DCL)
• A energia [kWh] entregou desde a último carga ou ciclo da carga
• Impedância interna de uma pilha (para determinar a tensão do circuito aberto)
• Carregue [Ah] entregado ou armazenado (esta característica é chamada às vezes o contador de Culômbio)
• A energia total entregou desde o primeiro uso
• Tempo de funcionamento total desde o primeiro uso
• Número total de ciclos
• Monitoração de temperatura
• Fluxo do líquido refrigerante para o ar ou baterias de refrigeração líquidas

Monitor

Um BMS pode monitorar o estado da bateria como representado por vários artigos, como:

• Tensão: tensão total, tensões de pilhas individuais, ou tensão de torneiras periódicas
• Temperatura: temperatura média, temperatura da entrada do líquido refrigerante, temperatura da saída do líquido refrigerante, ou temperaturas de pilhas individuais
• Fluxo do líquido refrigerante: para baterias de refrigeração líquidas
• Atual: atual ou fora da bateria
• Saúde de pilhas individuais
• Estado de equilíbrio das pilhas