BMS (バッテリー管理システム) とは何ですか?

今日、市場にはいくつかの異なるタイプのバッテリーがあり、特に LiFePO4 が有名です。また、BMS と呼ばれることが多いバッテリー管理システムについて聞いたことがあるかもしれません。これは、すべてのリチウム イオン バッテリーにとって重要な機器です。この記事では、BMS とは何か、その仕組み、およびバッテリーに適した BMS を選択する方法について説明します。

BMS (バッテリー管理システム) とは何ですか?

リチウムイオン電池には、鉛蓄電池に比べて多くの利点があります。より軽く、より効率的で、充電が速く、寿命が長くなります。ただし、バッテリー パックに損傷を与える可能性のある条件の影響を受けやすくなっています。この可能性をすべて利用するには、リチウムイオン電池をより複雑にし、これらの損傷状態を回避するためのコンポーネントを含める必要があります。実際、これがバッテリー管理システムを意味するBMSの主な目的です。

なぜバッテリー管理システムが必要なのですか?

BMS は、バッテリー システムにとって非常に重要です。これがないと、LiFePO4 バッテリーが永久的な損傷を受け、潜在的な安全上のリスクが生じる可能性さえあります (特に LiFePO4 バッテリー)。

バッテリー管理システムの機能とは ポータブルパワーステーション?

BMS の主な機能は、過充電または過放電による損傷からバッテリー セルを保護することです。さらに、BMS は充電残量を計算し、バッテリーの温度を監視し、接続の緩みや内部短絡をチェックしてバッテリーの状態と安全性を監視します。また、BMS はセル全体の電荷のバランスを取り、各セルが最大容量で機能するようにします。

危険な状態を検出すると、BMS はバッテリーをシャットダウンして、リチウム イオン セルとユーザーを保護します。

バッテリー管理システムはどのように機能しますか?

バッテリ管理システムは、バッテリ パック内の個々のセルを監視します。次に、バッテリーに損傷を与えずに安全に流入 (充電) および流出 (放電) できる電流の量を計算します。

電流制限は、電源 (通常はバッテリ充電器) と負荷 (インバータなど) がバッテリを過負荷または過充電するのを防ぎます。これにより、セル電圧が高すぎたり低すぎたりすることからバッテリー パックを保護し、バッテリーの寿命を延ばすことができます。

BMS は、バッテリーの残量も監視します。バッテリーパックに出入りするエネルギー量を継続的に追跡し、セル電圧を監視します。このデータを使用して、バッテリが消耗したことを認識し、バッテリをシャットダウンします。これが、リチウムイオン電池が鉛酸のように死ぬ兆候を示さず、すぐに切れる理由です。

BMS が重要な理由

バッテリ管理システムは、バッテリの健康状態と寿命を保護する上で重要ですが、安全性の観点からはさらに重要です。リチウムイオン電池の液体電解質は非常に可燃性です。

そのため、火災を防ぐために、これらのバッテリーは常に安全限界内で最適に動作する必要があります。

アプリケーションに適した BMS を選択するにはどうすればよいですか?

最新の LiFePO4 バッテリーの大半には、すぐに使用できる BMS が内蔵されています。ただし、独自の DIY LiFePO4 バッテリーを構築しようとしている場合は、適切な BMS の選択方法について 1 つまたは 2 つのことを知りたいと思うかもしれません。

BMS ボードを搭載した LiFePO4 バッテリー パックの外観 |科学図をダウンロード

取得する BMS のサイズを知る方法

誰かが BMS の「サイズ」に言及するとき、彼らは通常、BMS が処理できる電流の最大量を指しています。負荷に必要な電力量をサポートできる BMS を入手する必要があります。

実際、わずかなヘッドルームを確保するために、電流容量を約 15% 増やすことをお勧めします。結局のところ、絶対最大定格で BMS (またはその他のもの) を実行したくはありません。

あなたが持っているとしましょう 1000Wインバーター 最大負荷で安全に実行できるようにしたい。この例では、24 ボルト AC インバーターで動作する 7S リチウム イオン バッテリーを考えます。7S リチウム イオン バッテリーのフル充電電圧は 29.4 ボルトで、デッド ボルテージは約 18.5 ボルトです。

バッテリー パックから 1100W の負荷を引き出すには、バッテリーが完全に充電されているときに約 37 アンペアが必要です。

1100 ワット ÷ 29.4 ボルト = 37.4 アンペア

一見すると、必要なのは 45 アンペアの BMS だけのように思えるかもしれません。結局、ピーク電流はわずか 37.4 アンペアであり、これに 15% を追加すると、わずか 43 アンペアになります。

ちょっと待って。

バッテリーがほとんど死んでいる場合、電圧ははるかに低くなります。では、必要なワット数が同じでも電圧が下がった場合はどうなるでしょうか?

電流が上がります。

1100 ワット ÷ 18.5 ボルト = 59.5 アンペア

ご覧のとおり、バッテリーが最低電圧で供給しなければならない最大電流量を計画する必要があります。したがって、この例では、70 アンペアの BMS が必要になります。