Gepost op

BMS, glas half vol of half leeg?

In dit artikel gaan we in op de rol van een Batterij Management Systeem (BMS) en het balanceren van het laadniveau van de cellen. Dit kan eenvoudig worden uitgelegd met behulp van het vullen van glazen met water. Maar eerst even een korte uitleg over de systeemopbouw van het batterijpakket in een energieopslag systeem.

Een batterijpakket is opgebouwd uit een aantal batterij modules. Een batterij module is opgebouwd uit een aantal batterij cellen om tot de gewenste capaciteit en spanning van het energieopslag systeem te komen. Elke batterij module bevat een BMS die de individuele cellen in de module real-time monitort op temperatuur, stroom, spanning en interne weerstand. De BMS vertaalt deze data naar de State of Charge (SoC) van de batterij module. Een niveau hoger in het energieopslag systeem wordt hetzelfde principe toegepast. Een reeks parallel geschakelde batterij modules wordt ook gemonitord door een BMS. Deze BMS controleert en beheert de gecombineerde data van de batterij modules en meet en bewaakt de spanning van de reeks batterij modules. De data van de BMS op een reeks batterij modules wordt vervolgens naar de hoofd BMS gecommuniceerd. De hoofd BMS communiceert met de AD/DC omvormer en laadregelaar.

Door het laden en ontladen van de batterij neemt de capaciteit gedurende de jaren langzaam af. Net als de batterij van je smartphone die na 2 à 3 jaar sneller leeg is, neemt de capaciteit van de batterij in een energieopslag systeem ook af. De batterij van een energieopslag systeem is echter in staat een groter aantal laad cycli te doorlopen voordat de opslagcapaciteit aanzienlijk afneemt. De energieopslag systemen van BYD op onze website kunnen 6.000 laad cycli aan. Als je de batterij elke dag volledig zou laden en ontladen gaat de batterij minimaal 15 jaar mee, totdat deze op 80% van zijn capaciteit is. Deze degradatie is per cel verschillend en dit is precies waar de BMS een belangrijke rol speelt.

Een BMS is geen universele software, maar wordt specifiek ontwikkelt voor de chemische samenstelling van de batterij. Een BMS moet in staat zijn om deze veranderende prestaties perfect in balans te houden. Daarom kan een BMS sterke en zwakke cellen herkennen en deze op de juiste manier inzetten, zodat beide cellen volledig tot hun recht komen. Het mag niet zo zijn dan een zwakke cel een sterke cel belemmert of, andersom, een sterke cel de zwakke cel overbelast. Een dergelijke situatie zou de degradatie versnellen.

Om een goed beeld te krijgen van de balancerende rol van de BMS, leggen we dit uit aan de hand van een voorbeeld met het vullen van glazen met water. Wanneer een batterij cel degradeert neemt de opslagcapaciteit af en kan er minder energie in de cel worden opgeslagen. Als je dit vertaalt naar ons voorbeeld wordt het glas dus kleiner. Je kunt je voorstellen dat, wanneer je de zelfde hoeveelheid water in de glazen schenkt, het kleine glas overloopt. En wanneer je de hoeveelheid water zou aanpassen aan het kleinste glaasje, de normale glazen minder vol zijn. Op deze manier is de BMS constant bezig met het balanceren van de individuele cellen, modules en reeksen om de efficiëntie op niveau te houden. De efficiëntie van een energieopslag systeem wordt deels door de hardware, maar dus hoofdzakelijk door de software bepaald. Des te beter de software die individuele cellen in een batterij module beheert en aanstuurt, des te efficiënter het gehele energieopslag systeem functioneert.

Het hoge rendement van de BYD energieopslag systemen wordt gewaarborgd door de geavanceerde LFP batterij (Lithium Ijzer Fosfaat, LiFePO4) technologie en het intelligente Batterij Management Systeem. De door BYD zelf ontwikkelde LFP batterij is milieuvriendelijk, heeft uitstekende veiligheidsprestaties en kan een hoog aantal laadcycli aan. De BMS is door BYD speciaal voor deze batterij ontworpen voor het meten van de batterij status, dynamische balancering van de individuele cellen en de bescherming van het gehele systeem. Door deze hardware software combinatie behalen de energieopslag systemen een hoge efficiëntie van 97%.