Sistema de gestión de la batería
Un sistema de administración de baterías ( BMS ) es cualquier sistema electrónico que administra una batería recargable ( celda o paquete de baterías ), por ejemplo, protegiendo la batería para que no funcione fuera de su área de operación segura [ aclaración necesaria ] , monitoreando su estado, calculando datos secundarios, informando esos datos, controlando su entorno, autenticándolos y / o equilibrándolos . [1]
Un paquete de batería construido junto con un sistema de gestión de batería con un bus de datos de comunicación externo es un paquete de batería inteligente . Una batería inteligente debe cargarse con un cargador de batería inteligente . [ cita requerida ]
Los sistemas de gestión térmica de la batería pueden ser pasivos o activos, y el medio de enfriamiento puede ser aire, líquido o alguna forma de cambio de fase. El enfriamiento por aire es ventajoso por su simplicidad. Dichos sistemas pueden ser pasivos, dependiendo solo de la convección del aire circundante, o activos, utilizando ventiladores para el flujo de aire. Comercialmente, el Honda Insight y el Toyota Prius utilizan enfriamiento de aire activo de sus sistemas de batería. [2] La principal desventaja del enfriamiento por aire es su ineficiencia. Se deben usar grandes cantidades de energía para operar el mecanismo de enfriamiento, mucho más que el enfriamiento líquido activo. [3] Los componentes adicionales del mecanismo de enfriamiento también agregan peso al BMS, reduciendo la eficiencia de las baterías utilizadas para el transporte.
El enfriamiento por líquido tiene un potencial de enfriamiento natural más alto que el enfriamiento por aire, ya que los refrigerantes líquidos tienden a tener conductividades térmicas más altas que el aire. Las baterías pueden sumergirse directamente en el refrigerante o el refrigerante puede fluir a través del BMS sin entrar en contacto directo con la batería. El enfriamiento indirecto tiene el potencial de crear grandes gradientes térmicos a través del BMS debido a la mayor longitud de los canales de enfriamiento. Esto se puede reducir bombeando el refrigerante más rápido a través del sistema, creando una compensación entre la velocidad de bombeo y la consistencia térmica. [3]
El controlador central de un BMS se comunica internamente con su hardware que opera a nivel de celda, o externamente con hardware de alto nivel, como computadoras portátiles o una HMI . [ aclaración necesaria ]
Los BMS distribuidos o modulares deben utilizar alguna comunicación interna de bajo nivel entre el controlador y la célula (arquitectura modular) o el controlador-controlador (arquitectura distribuida). Este tipo de comunicaciones son difíciles, especialmente para sistemas de alto voltaje. El problema es el cambio de voltaje entre las celdas. La primera señal de tierra de la celda puede ser cientos de voltios más alta que la otra señal de tierra de la celda. Además de los protocolos de software, existen dos formas conocidas de comunicación de hardware para sistemas de cambio de voltaje, el aislador óptico y la comunicación inalámbrica.. Otra restricción para las comunicaciones internas es el número máximo de celdas. Para la arquitectura modular, la mayoría del hardware está limitado a un máximo de 255 nodos. Para los sistemas de alto voltaje, el tiempo de búsqueda de todas las celdas es otra restricción, limitando las velocidades mínimas del bus y perdiendo algunas opciones de hardware. El costo de los sistemas modulares es importante, porque puede ser comparable al precio de la celda. [5] La combinación de restricciones de hardware y software da como resultado algunas opciones para la comunicación interna:
