LiFePO4 BMS: Memahami Sistem Manajemen Baterai

"Apa yang dimaksud dengan BMS LiFePO4?"

Kemungkinan Anda pernah membaca atau mendengar istilah BMS beberapa kali saat mempelajari baterai LiFePO4.

Hal ini karena BMS - yang merupakan singkatan dari Battery Management System - adalah bagian penting dari setiap Baterai Lithium-ion.

Meskipun baterai lithium-ion - terutama baterai LiFePO4 - merupakan pilihan populer untuk sistem penyimpanan energi, baterai ini bisa berbahaya jika tidak ditangani dengan benar. Itulah mengapa sangat penting untuk menggunakan BMS yang benar dalam paket baterai Anda.

Artikel ini akan memperkenalkan Anda pada BMS LiFePO4 dan menjelaskan apa yang mereka lakukan. Kami akan membahas cara kerjanya dan cara memilih BMS LiFePO4 yang tepat untuk baterai Anda.

Apa Itu BMS LiFePO4?

BMS adalah bagian integral dari sistem baterai lithium-ion - BMS bertanggung jawab untuk menjaga sel-sel dalam baterai tetap sehat dan berkinerja optimal.

Setiap baterai memiliki rentang tegangan, arus, dan suhu tertentu yang dapat dioperasikan dengan aman. Jika satu atau beberapa parameter ini sangat bervariasi dari kisaran yang ditentukan, baterai Anda dapat rusak secara permanen (karena degradasi komponennya) dan bahkan menimbulkan risiko keselamatan.

Sebagian besar baterai dilengkapi dengan BMS bawaan untuk mencegah hal ini terjadi.

Tetapi bagaimana cara BMS mencegah Anda dari kerusakan pada baterai Anda?

BMS LiFePO4 mengontrol proses pengosongan dan pengisian daya baterai LiFePO4. Jadi, jika terjadi kesalahan selama proses ini, perlindungan BMS segera bekerja dan menyesuaikan parameter pengisian daya atau memutus daya yang mengalir ke dan dari kemasan baterai secara keseluruhan.

Selain itu, BMS memonitor sel baterai dan memastikan semuanya bekerja bersama dengan benar. BMS juga mengukur parameter seperti voltase, arus, dan suhu untuk memastikan bahwa baterai dalam keadaan sehat dan aman.

Dengan cara ini, BMS membantu mencegah baterai Anda:

• Harga terlalu mahal
• Tegangan lebih
• Arus lebih
• Suhu berlebih
• Ketidakseimbangan Sel
• Siklus hidup yang lebih pendek

Selain itu, BMS mengoptimalkan kapasitas baterai Anda dan kinerja keseluruhan dalam setiap proses pengisian/pengosongan. Dengan cara ini, Anda bisa mendapatkan hasil maksimal dari paket baterai LiFePO4 Anda dalam hal kinerja dan masa pakai.

Fungsi Utama BMS LiFePO4

1. Mengontrol kondisi operasi

Mengukur sinyal tegangan, arus, dan suhu serta mengontrol parameter ini untuk mencapai keseimbangan sel dan mencegah kerusakan pada baterai.

2. Melakukan Diagnosis

Memantau variasi sel-ke-sel dari waktu ke waktu; mendiagnosis kesalahan, mendeteksi risiko keselamatan, dan mengirimkan sinyal peringatan kepada pengemudi (yang kemudian dapat memulai tindakan yang tepat untuk menghindari risiko keselamatan ini).

3. Mengumpulkan dan Menyimpan Data

Merekam sinyal sel paket dan individu; menyimpan data yang terkait dengan riwayat siklus hidup baterai.

4. Parameter Estimasi

Menentukan level sel dan paket seperti State of Charge (SOC) dan State of Health (SOH); berkomunikasi dengan pengontrol untuk penyeimbangan sel.

Jenis-jenis BMS LiFePO4

Anda dapat menemukan BMS LiFePO4 dalam berbagai bentuk dan ukuran, tergantung pada ukuran baterai LiFePO4 Anda.

Sebagian hanya berupa papan sirkuit dengan semua komponen elektronik yang terbuka:

Sebaliknya, ada juga yang dilengkapi dengan wadah yang melindungi BMS dari kondisi eksternal. Casing ini bisa tahan air, tahan debu dan tahan api, dll.

Selain itu, beberapa opsi memiliki modul Bluetooth sehingga Anda dapat mengontrol dan memantau baterai melalui aplikasi pada ponsel Anda.

Bagaimana Cara Kerja BMS LiFePO4?

BMS LiFePO4 terdiri dari beberapa blok fungsional perangkat keras dan perangkat lunak yang diprogram dengan fungsi yang melindungi paket baterai dengan memantau dan mengontrol kondisi pengisian dan pengosongannya.

Pengganti ASI yang baik harus menawarkan perlindungan terhadap:

• Tegangan lebih dan kurang
• Arus lebih dan arus kurang
• Ketidakseimbangan Sel
• Di atas dan di bawah suhu

Tegangan dan Arus Cut-off

Sistem manajemen baterai memiliki transistor pemutus yang digerakkan oleh arus dan tegangan yang dapat memutus daya dari pengisi daya ke baterai atau dari baterai ke beban.

Transistor ini bertindak sebagai sakelar: ketika monitor tegangan sel mendeteksi tegangan yang lebih tinggi daripada yang dapat ditangani oleh sistem, sakelar dimatikan, melindungi baterai dari tegangan berlebih.

Hal yang sama berlaku untuk Undervoltage: ketika monitor tegangan mendeteksi tegangan yang lebih rendah dari tegangan pengisian atau pengosongan minimum, transistor pemutus akan bekerja, menghentikan tegangan pengisian ini agar tidak mencapai baterai, sehingga menghindari kerusakan pada baterai.

Penyeimbangan Sel

Fungsi utama lain dari BMS LiFePO4 adalah memastikan bahwa semua sel dalam satu paket seimbang dengan benar.

Sel yang seimbang berarti bahwa jika Anda mengukur tegangan setiap sel secara individual, Anda akan menemukan nilai yang sama untuk setiap sel. Hal ini membantu mencegah baterai mengisi/mengosongkan daya secara tidak menentu.

Berikut adalah cara BMS menyeimbangkan paket baterai: dengan mengubah arus pengisian daya untuk satu atau beberapa sel individual dalam paket, membuatnya berbeda dari arus paket, dengan salah satu cara berikut:

Menghapus muatan dari sel yang paling banyak diisi akan memberikan "ruang" untuk arus pengisian tambahan untuk mencegah pengisian yang berlebihan dan memungkinkan sel yang kurang terisi untuk menerima lebih banyak arus pengisian.

Mengalihkan arus pengisian daya (sebagian atau seluruhnya) ke sel yang kurang terisi daya, sehingga memungkinkan mereka menerima arus pengisian daya untuk waktu yang lama sampai keseimbangan sel tercapai.

Kontrol Suhu

Sensor suhu mengirimkan sinyal suhu baterai ke unit pemantauan BMS. Jika terdeteksi suhu pengisian atau pengosongan yang berpotensi membahayakan, BMS secara otomatis memutus daya dari dan ke baterai, sehingga mencegah risiko keselamatan yang terkait dengan suhu yang terlalu tinggi atau terlalu rendah.

Banyak strategi perlindungan yang diprogram ke dalam BMS; sebagian besar terlalu rumit untuk disebutkan. Namun, semuanya memiliki tujuan yang sama: untuk melindungi baterai dari segala kemungkinan kondisi ekstrem yang berkaitan dengan tegangan, arus, suhu, korsleting, ketidakseimbangan sel, dll. Dengan menggunakan BMS, Anda dapat memaksimalkan masa pakai dan performa baterai.

Dapatkah Saya Mengisi Daya Baterai LiFePO4 Tanpa BMS?

Ya, Anda dapat mengisi daya baterai LiFePO4 tanpa BMS. Namun, hal itu bisa berbahaya, sehingga praktik ini tidak disarankan.

Memasok baterai dengan tegangan atau arus pengisian yang lebih tinggi dari yang direkomendasikan dapat menyebabkan pelarian termal, yang mengakibatkan kebakaran atau ledakan.

Untuk mencegah terjadinya masalah keamanan yang serius, jika Anda memilih untuk mengisi daya baterai LiFePO4 (atau baterai apa pun), setidaknya Anda harus memantau kondisi pengisian daya seperti tegangan, arus, dan suhu.

Anda dapat menggunakan pengukur tegangan dan arus listrik untuk hal ini dan sensor suhu untuk sel baterai Anda.

Dengan cara ini, Anda akan tahu jika baterai Anda mengalami tekanan dan dapat menyesuaikan kondisinya.

Selain itu, dengan tidak menggunakan BMS, Anda akan berdampak negatif pada masa pakai baterai Anda. Dengan cara ini, baterai tidak akan bertahan selama yang seharusnya jika memiliki BMS untuk memastikan kondisi kerja yang optimal.

Catatan penting: kami merekomendasikan penggunaan BMS untuk mengisi daya baterai LiFePO4 Anda. Jika Anda memilih untuk tidak melakukannya, setidaknya Anda harus berpengalaman dalam memantau sistem kelistrikan.

Bagaimana Cara Memilih BMS yang Benar Untuk Baterai LiFePO4?

Meskipun baterai LiFePO4 menawarkan keuntungan yang signifikan, harganya bisa sangat mahal. Karena alasan ini, Anda mungkin mempertimbangkan untuk membuat LiFePO4 DIY.

Jika demikian, menggunakan BMS yang tepat untuk baterai LiFePO4 Anda sangat penting untuk memastikan baterai Anda berfungsi dengan aman dan benar.

Memilih BMS LiFePO4 yang tepat sangat bergantung pada ukuran sistem baterai Anda, khususnya voltase dan kapasitasnya.

Untuk lebih memahami persyaratan dalam memilih BMS yang tepat untuk paket baterai LiFePO4 Anda, tinjau terlebih dahulu beberapa properti baterai yang relevan seperti voltase, arus listrik, kapasitas, dan peringkat-C.

Tegangan

Tegangan adalah perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam rangkaian (satuan untuk tegangan adalah volt, V).

Dengan kata lain, tegangan adalah gaya/tekanan di mana arus bergerak melalui sirkuit listrik.

Paket baterai adalah rakitan beberapa sel. Jumlah sel (dan bahan kimianya) dalam kemasan baterai akan menentukan tegangan nominalnya.

Masing-masing sel LiFePO4 memiliki tegangan nominal 3,2V. Dengan cara ini, menghubungkan empat sel LiFePO4 secara seri akan menghasilkan paket baterai dengan tegangan nominal 12,8V.

Ampere

Ampere adalah ukuran aliran arus listrik. Kadang-kadang disebut sebagai Amps, singkatnya. Ini menyatakan jumlah elektron yang melewati titik tertentu dalam rangkaian pada waktu tertentu. Dengan kata lain, ini adalah kecepatan aliran elektron dalam suatu rangkaian.

Kapasitas Baterai

Kapasitas baterai diukur dalam amp-jam (mAh untuk baterai skala kecil). Ini menunjukkan jumlah total arus yang dapat disuplai oleh baterai selama 1 jam hingga tegangannya turun ke nilai tertentu untuk setiap jenis baterai (tegangan batas).

C-rate

C-rate mengukur tingkat pengosongan (atau pengisian) baterai relatif terhadap kapasitas pengenalnya.

Tingkat 1C berarti bahwa arus pengosongan akan mengosongkan seluruh baterai dalam 1 jam. Oleh karena itu, untuk baterai yang memiliki nilai 100Ah, tingkat 1C berarti baterai tersebut akan memberikan 100A selama satu jam. Sebaliknya, jika C-rate-nya 0,5C, maka akan menghasilkan 50A selama dua jam.

Pikiran Akhir

BMS adalah komponen penting dari sistem baterai - BMS memonitor sel baterai dan memastikan semuanya berfungsi dengan baik di dalam kemasan baterai.

Alat ini juga mengukur parameter pengisian dan pengosongan daya seperti voltase, arus, dan suhu untuk memastikan bahwa baterai Anda bekerja dengan benar dan aman.

Jika salah satu sel mulai tidak berfungsi, BMS akan mengambil tindakan untuk memperbaiki masalah, yang mungkin termasuk mematikan sistem baterai sepenuhnya.

Untuk alasan ini, memilih BMS yang tepat akan secara signifikan memengaruhi siklus hidup dan kinerja keseluruhan baterai Anda.

Sumber: climatebiz.com Ditulis oleh Ana Lejtman