Gerenciamento de bateria (armazenamento) | Construpedia
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Gerenciamento de bateria (armazenamento)
Introdução
Em geral
Um Battery Management System (em inglês, battery management system, BMS) é um sistema eletrônico que gerencia uma bateria recarregável (célula ou bateria),[1] por exemplo, protegendo a bateria de operar fora de sua área operacional segura (Safe Operating Area,),[2] rastreando seu status, calculando dados secundários, relatando esses dados, controlando seu ambiente, autenticando e/ou balanceando a bateria. mesmo.[3][4].
Uma bateria que possui um sistema de gerenciamento de bateria e comunicação externa por barramento de dados é uma bateria inteligente. Uma bateria inteligente precisa ser recarregada por um carregador de bateria inteligente.
Principais funções de um sistema de gerenciamento de bateria
O BMS consiste em dois elementos principais: placa mestre e placa de monitoramento celular. Em sistemas de gerenciamento de baterias de baixa tensão (<72V) você pode encontrar produtos que incluem ambas as funções em uma única placa ou circuito. As principais funções que um sistema de gerenciamento de bateria deve abranger são as seguintes:
Os módulos de bateria incorporam entre 10 e 28 células. A placa de monitoramento de células (em inglês, cell Monitoring Device, CMD) monitora a tensão e a temperatura dessas células para transmitir essas informações para a placa Master.
Recomenda-se que os sistemas de gestão de baterias de alta tensão incluam uma medida de isolamento da bateria que monitorize o seu correto estado elétrico e, em caso de perda de isolamento, possa ativar a medida de segurança correspondente.
O SoC representa a porcentagem da capacidade disponível na bateria em relação à sua capacidade total. Em termos simples, o SoC funciona como um indicador do “nível de energia” de uma bateria, permitindo saber quanta energia está disponível para utilização. Por exemplo, um SoC de 100% indica que a bateria está totalmente carregada, enquanto um SoC de 0% significa uma bateria completamente descarregada. Este parâmetro é essencial para otimizar o funcionamento de dispositivos eletrônicos, veículos elétricos e sistemas de armazenamento de energia. Na prática, o SoC é definido em limites entre 100% e o mínimo (20% por exemplo) para proteger as baterias.
Gerenciamento de bateria (armazenamento)
Introdução
Em geral
Um Battery Management System (em inglês, battery management system, BMS) é um sistema eletrônico que gerencia uma bateria recarregável (célula ou bateria),[1] por exemplo, protegendo a bateria de operar fora de sua área operacional segura (Safe Operating Area,),[2] rastreando seu status, calculando dados secundários, relatando esses dados, controlando seu ambiente, autenticando e/ou balanceando a bateria. mesmo.[3][4].
Uma bateria que possui um sistema de gerenciamento de bateria e comunicação externa por barramento de dados é uma bateria inteligente. Uma bateria inteligente precisa ser recarregada por um carregador de bateria inteligente.
Principais funções de um sistema de gerenciamento de bateria
O BMS consiste em dois elementos principais: placa mestre e placa de monitoramento celular. Em sistemas de gerenciamento de baterias de baixa tensão (<72V) você pode encontrar produtos que incluem ambas as funções em uma única placa ou circuito. As principais funções que um sistema de gerenciamento de bateria deve abranger são as seguintes:
Os módulos de bateria incorporam entre 10 e 28 células. A placa de monitoramento de células (em inglês, cell Monitoring Device, CMD) monitora a tensão e a temperatura dessas células para transmitir essas informações para a placa Master.
Recomenda-se que os sistemas de gestão de baterias de alta tensão incluam uma medida de isolamento da bateria que monitorize o seu correto estado elétrico e, em caso de perda de isolamento, possa ativar a medida de segurança correspondente.
O SoC representa a porcentagem da capacidade disponível na bateria em relação à sua capacidade total. Em termos simples, o SoC funciona como um indicador do “nível de energia” de uma bateria, permitindo saber quanta energia está disponível para utilização. Por exemplo, um SoC de 100% indica que a bateria está totalmente carregada, enquanto um SoC de 0% significa uma bateria completamente descarregada. Este parâmetro é essencial para otimizar o funcionamento de dispositivos eletrônicos, veículos elétricos e sistemas de armazenamento de energia. Na prática, o SoC é definido em limites entre 100% e o mínimo (20% por exemplo) para proteger as baterias.
Existem vários métodos para estimar o SoC, e cada um tem vantagens e limitações dependendo das condições operacionais e do tipo de bateria. As abordagens mais comuns são descritas abaixo:.
O monitoramento preciso do SoC é essencial para otimizar o uso da energia armazenada, garantindo a maior autonomia possível em veículos elétricos e sistemas de armazenamento. Também é fundamental para evitar sobrecargas e descargas profundas, condições que podem danificar a bateria, reduzir a sua capacidade e encurtar a sua vida útil. Além disso, o SoC contribui significativamente para melhorar a segurança do sistema, evitando situações de risco como sobreaquecimento ou curto-circuitos que poderiam ser gerados pela gestão incorreta do estado de carga. Por fim, o monitoramento preciso do SoC permite antecipar a necessidade de recarga ou substituição, facilitando um planejamento de manutenção mais eficiente.
A estimativa precisa do SoC pode enfrentar vários desafios. Por um lado, a degradação natural das baterias ao longo do tempo afeta a sua capacidade e complica os cálculos relacionados. Por outro lado, condições extremas de temperatura, sejam elas altas ou baixas, influenciam o desempenho da bateria e a precisão dos modelos utilizados para estimar o SoC. Além disso, em sistemas onde as baterias são conectadas em paralelo ou em série, distribuições desiguais de carga podem dificultar o monitoramento eficiente e preciso.
A função controle do contator em um Sistema de Gerenciamento de Bateria (BMS) é gerenciar os contatores elétricos (interruptores de alta potência) que conectam ou desconectam a bateria do restante do sistema elétrico, como o inversor, carregador ou cargas externas. Dentre as funções que os contatores possuem, destacam-se:
Os sistemas de gerenciamento de baterias geralmente incorporam o controle de até 4 contatores para ativar as diferentes funções. Porém, a tendência no mercado automotivo é aumentar o número de contatores por sistema para incluir maiores e melhores funções de segurança.
Existem vários métodos para estimar o SoC, e cada um tem vantagens e limitações dependendo das condições operacionais e do tipo de bateria. As abordagens mais comuns são descritas abaixo:.
O monitoramento preciso do SoC é essencial para otimizar o uso da energia armazenada, garantindo a maior autonomia possível em veículos elétricos e sistemas de armazenamento. Também é fundamental para evitar sobrecargas e descargas profundas, condições que podem danificar a bateria, reduzir a sua capacidade e encurtar a sua vida útil. Além disso, o SoC contribui significativamente para melhorar a segurança do sistema, evitando situações de risco como sobreaquecimento ou curto-circuitos que poderiam ser gerados pela gestão incorreta do estado de carga. Por fim, o monitoramento preciso do SoC permite antecipar a necessidade de recarga ou substituição, facilitando um planejamento de manutenção mais eficiente.
A estimativa precisa do SoC pode enfrentar vários desafios. Por um lado, a degradação natural das baterias ao longo do tempo afeta a sua capacidade e complica os cálculos relacionados. Por outro lado, condições extremas de temperatura, sejam elas altas ou baixas, influenciam o desempenho da bateria e a precisão dos modelos utilizados para estimar o SoC. Além disso, em sistemas onde as baterias são conectadas em paralelo ou em série, distribuições desiguais de carga podem dificultar o monitoramento eficiente e preciso.
A função controle do contator em um Sistema de Gerenciamento de Bateria (BMS) é gerenciar os contatores elétricos (interruptores de alta potência) que conectam ou desconectam a bateria do restante do sistema elétrico, como o inversor, carregador ou cargas externas. Dentre as funções que os contatores possuem, destacam-se:
Os sistemas de gerenciamento de baterias geralmente incorporam o controle de até 4 contatores para ativar as diferentes funções. Porém, a tendência no mercado automotivo é aumentar o número de contatores por sistema para incluir maiores e melhores funções de segurança.