Se zkratkou BMS se setkáte nejčastěji u solárních baterií. BMS představuje systém pro správu a řízení akumulátorů, které ukládají energii získanou z fotovoltaických panelů a jedná se o nezbytnou součást každé LiFePO4 baterie. Battery Management System zajišťuje bezpečné a efektivní fungování bateriového úložiště. BMS je nezbytným nástrojem pro udržení vysoké účinnosti a spolehlivosti systému a pro maximalizaci jeho životnosti.

BMS plní několik funkcí:

• Monitorování solární baterie – BMS sleduje údaje o napětí, proudu, teplotě a dalších parametrech akumulátoru, což umožňuje optimalizaci jeho výkonu a životnosti.
• Balancování nabití solární baterie – BMS se stará o to, aby byly jednotlivé články v baterii rovnoměrně nabité, což zvyšuje celkovou kapacitu a životnost baterie. Umí v případě potřeby článek vybíjet, nebo jej zcela odpojovat.
• Ochrana solární baterie – BMS chrání akumulátor před extrémními podmínkami, jako je nadměrné nabíjení, vybíjení nebo přehřátí, které může vést k poškození akumulátoru nebo dokonce požáru.
• Komunikace solární baterie – BMS komunikuje s ostatními součástmi solárního systému, jako jsou měniče, nabíječky a řídící jednotky, což umožňuje lepší koordinaci a optimalizaci celkového výkonu FVE.
• Diagnostika a údržba solární baterie – BMS poskytuje diagnostické informace o stavu akumulátoru a může upozorňovat na potřebu údržby nebo výměny jednotlivých článků.

BMS – jak to funguje?

BMS funguje jako standardní balancér, který vyrovnává energii uloženou ve 192 sériích / paralelně spojených článcích.

V každé baterii je 12 paralelních větví po 16ti článcích. Balancér je mimo balancování článků velmi důležitá záchrana proti nevratnému poškození baterie.

Pokud BMS zaznamená hloubku vybití na úrovni 90% DOD, okamžitě přeruší veškeré dodávání energie z baterií. V akumulátorech se používají prismatické nebo cylindrické válečky/články, tyto se vyznačují vysokou spolehlivostí a odolností.

Prismatické sáčkové články jsou náchylné k nafouknutí během procesů nabíjení a vybíjení. Nafouknutí jednoho článku může vyvolat řetězovou reakci, která má za následek nefunkčnost celé baterie.

Prismatické články s pevným pláštěm, které tvoří základ běžně nabízených baterií, vykazují velkou odolnost proti nafouknutí, podobně jako válečkové články.

Baterie z prismatických článků s pevným pláštěm a válečkových článků zabírají méně prostoru a jsou levnější než baterie z prismatických sáčků.

Balancéry u BMS

V solárních bateriích se používají dvě topologie BMS (balancérů).

• Pasivní balancér jen průběhu nabíjení (nikoliv vybíjení) hlídá napětí nejvíce nabitého článku a ten vybíjí do zátěže tak dlouho a opakovaně až jsou všechny články napěťově shodné. Avšak napětí článku je velmi špatný indikátor (obzvláště u Li baterií) stavu nabití (SOC).Pasivní balancování není efektivní  – nadbytečná energie se mění v teplo na zátěži (baterie má aktivní chlazení / ventilátor).

   

• Aktivní balancování (běžně v bateriích 14 let) je řízeno procesorem během nabíjení i vybíjení. Monitorován je každý článek – špatný je vyřazen. Energie je aktivně mezi články transportována z jednoho nabitého článku do celé baterie nebo z celé baterie do jednoho méně nabitého článku. Přenos energie bude mezi články sousedícími nebo články v jedné sériové větvi a nebo v článcích mezi větvemi. Dochází pak ke zkrácení nabití baterie, prodloužení její životnosti a prodloužení doby provozu celého systému!

BMS – proč to funguje tak složitě?

Protože i když při výrobě baterie jsou použity články z jedné výrobní serie, bateriové články nikdy nejsou zcela stejné. Navíc v průběhu nabíjení jsou některé články baterie nabité dříve jiné později a je proto nějak potřeba pomoci těm slabším.

Tím, že jsou  rychleji se nabíjecí články během nabíjení pomocí výkonových tranzistorů zároveň částečně vybíjeny do chvíle, než se napětí na všech článcích nevyrovná. A naopak při vybíjení BMS odpojí celou baterii v okamžiku, kdy napětí v tom jediném nejslabším článku klesne pod kritickou úroveň.

POZOR! Nezapomeňte, že omezujícím faktorem při nabíjení u baterií jsou vždy slabší články.