Un sistema de administración de baterías (BMS, por sus siglas en inglés) típico se compone de varios componentes vitales. Primero, la unidad de administración de baterías (BMU, por sus siglas en inglés) monitorea constantemente los parámetros de baterías, como la tensión, la corriente, la temperatura y el estado de carga. El circuito de equilibrio de la batería garantiza la distribución uniforme de la carga por las celdas o módulos de la batería. Este circuito distribuye la carga a las celdas individuales de un paquete de baterías, lo que garantiza un nivel de carga uniforme.
El BMS monitorea de manera continua el estado de carga (SOC, por sus siglas en inglés) de cada celda en un paquete de baterías para evaluar su capacidad disponible y estado general. Hacer seguimiento al SOC y medir la tensión de las celdas individuales representa desafíos importantes. Puede haber cientos o miles de celdas individuales en un paquete de baterías de gran tamaño, como los que se encuentran en vehículos eléctricos. La medición exacta de cada celda requiere algoritmos especializados para mitigar los problemas comunes como el desequilibrio y la desviación de tensión.
Adicionalmente, el aislamiento y monitoreo son aspectos vitales de un sistema de administración de baterías. El aislamiento separa la batería de alta tensión y el resto del sistema eléctrico. El BMS garantiza que existan las barreras y el aislamiento adecuado para prevenir las fallas y los peligros eléctricos. El monitoreo del aislamiento verifica de manera continua si hay alguna vulnerabilidad en el aislamiento, lo que brinda advertencias tempranas y protege de potenciales cortocircuitos u otros peligros eléctricos.
Finalmente, el monitor de interbloqueo del BMS supervisa la activación y desactivación de los sistemas de alta tensión, y se asegura que la batería esté conectada y desconectada de manera correcta cuando corresponda. El monitor previene activaciones accidentales u otras situaciones peligrosas. Si bien, los componentes que se indican aquí son estándar, el diseño y la implementación del BMS variará según el uso previsto.
Sistemas de administración de baterías especializados para vehículos eléctricos
Además de los componentes que se indican anteriormente, los vehículos eléctricos (VE) incorporan normalmente un sistema de precarga. Cuando se enciende un vehículo, el circuito de precarga aumenta de manera gradual la tensión que se aplica al tren motriz del vehículo antes de habilitar toda la potencia. Este proceso evita sobrecorrientes elevadas repentinas que podrían dañar el sistema o producir peligros para la seguridad. Uno podría considerar esto de manera similar a la manera en que los inductores simples limitan la corriente de irrupción, aunque los sistemas de precarga del BMS normalmente tienen mayor participación y capacidad.
Un sistema de administración de baterías optimiza la eficiencia energética de VE y amplía el rango de conducción. Adicionalmente, un BMS permite la utilización eficiente de la energía que se genera a partir de fuentes renovables, como la energía solar y eólica. Finalmente, la tecnología de los BMS es crucial en sistemas de almacenamiento de energía a gran escala que se usan en entornos industriales (similar a cuando un vehículo personal se usa como batería de respaldo domiciliaria temporal durante cortes de electricidad). De esta manera, en la industria automotriz u otra, el almacenamiento de baterías puede garantizar un suministro de potencia estable durante períodos de alta demanda y mejorar la estabilidad de la red.
Asistencia en el diseño de sistemas de administración de baterías: Centro de Excelencia en BMS de Egipto
La tecnología de sistemas de administración de baterías es crucial para garantizar el rendimiento y la seguridad óptima de las baterías que se usen en varias aplicaciones. Sin embargo, los clientes normalmente enfrentan desafíos relacionados con su implementación y asistencia. Arrow estableció su Centro de Excelencia en BMS en Egipto, en respuesta a estos desafíos. Los ingenieros especializados de este centro se dedican a satisfacer las necesidades de los clientes.
Los ingenieros normalmente requieren que las soluciones de BMS se alineen con su tipo de batería, requisitos de potencia y configuración de sistema específica. Además, la seguridad y la optimización del rendimiento de las baterías son grandes desafíos para un BMS, por lo que puede que una solución disponible en el mercado no funcione en una situación particular. También se deben cumplir las normas de seguridad funcional del BMS, como las que se describen en la norma ISO26262 para la industria automotriz y en la norma IEC61508 para otras industrias. Los requisitos que se indican en esas normas afectan el hardware, software e incluso el proceso de desarrollo de los sistemas de administración de baterías: todas áreas en las que el Centro de Excelencia en BMS de Arrow puede ayudar.
Integración adecuada del sistema de administración de baterías
La tecnología de BMS tiene aplicaciones en una amplia variedad de industrias y tecnologías. Un BMS monitorea y administra el rendimiento de las baterías, optimiza la eficiencia energética, y extiende el rango de conducción en VE. También pueden desempeñar un papel fundamental en los sistemas de almacenamiento de energía a gran escala que se usan en entornos industriales y en aplicaciones a nivel de la red. El almacenamiento de baterías, además del sistema de administración de baterías integrado garantiza un suministro de potencia estable cuando la red general está exigida y ofrece un rango de otros beneficios que provienen del uso eficiente de los recursos disponibles.
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