El sistema de monitoreo de baterías (BMS, por sus siglas en inglés) juega un papel crucial en proteger al usuario y a la batería al asegurarse que la celda funcione con sus parámetros de funcionamiento seguro. El BMS permite el monitoreo, la recopilación y la comunicación de la información a una interfaz externa donde los usuarios pueden observar el estado de cada celda y del paquete de baterías. El BMS monitorea y administra un paquete de baterías para protegerlo de daños, prolongar su vida útil y mantener la batería en funcionamiento dentro de sus límites de seguridad. Estas funciones son clave para lograr eficacia, confiabilidad y seguridad.
Plataforma de evaluación del sistema de monitoreo de baterías:
Normalmente, el sistema de administración de la batería realiza las siguientes funciones:
- Monitorear la batería.
- Brindar protección a la batería.
- Estimar el estado de funcionamiento de la batería.
- Optimizar el rendimiento de la batería.
- Informar el estado de funcionamiento.
La placa Battery Stack Monitor de Analog Devices es una plataforma de evaluación diseñada para realizar una evaluación rápida, comprobar el desarrollo del concepto o de prototipos de un sistema de administración de baterías mediante el uso de las placas EVAL para dispositivos Multicell Battery Stack Monitor de Analog Devices (ADBMS1818).
La placa BATTERY STACK MONITOR está basada en el MAX32626 Ultra-Low-Power Arm Cortex-M4 con microcontrolador basado en FPU (MCU) con memoria Flash de 512 KB y SRAM de 160 KB.
En el sistema de administración de baterías, la placa BATTERY STACK MONITOR actúa como placa principal y se puede conectar con las placas EVAL para dispositivos Multicell Battery Stack Monitor de Analog Devices (ADBMS1818) mediante el uso de la interfaz isoSPI. Varios dispositivos se pueden conectar en serie en cadena mediante una conexión simple con Battery Stack Monitor, lo que permite el monitoreo simultáneo de celdas de cadenas de baterías largas y de alta tensión. Cada placa EVAL ADBMS1818 tiene su propia interfaz isoSPI para comunicaciones de alta velocidad inmunes a RF y de larga distancia. Esta cadena se puede operar de manera bidireccional, garantizando la integridad de la comunicación, incluso en el caso de fallas en la ruta de la comunicación.
La plataforma BATTERY STACK MONITOR se proporciona con diseños de referencia, controladores de dispositivos y ejemplos de proyectos de referencia para realizar un rápido desarrollo de prototipos y reducir el tiempo de desarrollo. Las placas EVAL ADBMS1818 actualmente son compatibles con un completo juego de controladores y demostraciones. La ADBMS1818 es un Multicell Battery Stack Monitor que mide hasta 18 celdas de batería conectadas en serie.
Especificaciones técnicas de la placa EVAL BATTERY STACK MONITOR de Analog Devices:
| Microcontrolador |
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| IsoSPI |
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| USB |
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| Interfaz CAN para ampliación futura |
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| Conector FRC |
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| Conector blindado Arduino |
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| Interfaz de usuario |
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| Depuración |
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| LED |
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| Entrada de energía |
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A continuación se muestra el diagrama de la arquitectura del hardware de la placa BATTERY STACK MONITOR. La unidad de la placa BATTERY STACK MONITOR se compone principalmente de lo siguiente:
- La placa BATTERY STACK MONITOR se compone del microcontrolador MAX32626ITK+ que está presente con el procesador ARM Cortex-M4 FPU.
- La interfaz USB se encuentra disponible en la placa para funciones de comunicación, así como fuente de suministro de energía.
- Se encuentran disponibles 2 puertos IsoSPI y 2 SPI (FRC) estándar para funciones de comunicación con placas secundarias, p. ej., EVAL-ADBMS1818z.
- Se proporciona EEPROM en la placa y se conecta mediante I2C.
- Se encuentran disponibles conectores blindados Arduino para ampliar la funcionalidad de la placa.
- La interfaz CAN aislada se proporciona mediante el uso de un controlador SPI a CAN.
El firmware de diseño de referencia de BATTERY STACK MONITOR demuestra el monitoreo de las celdas individuales conectadas a la placa EVAL ADBMS1818. Hasta 3 placas EVAL ADBMS1818 se pueden conectar en cadena y cada una puede monitorear hasta 18 celdas. La aplicación de muestra que se ejecuta en la PC o computadora portátil muestra los datos de la celda monitoreada. Aparte de monitorear la tensión de la celda, la aplicación de software muestra un gráfico en tiempo real de la interfaz de usuario y demuestra el monitoreo de diferentes protecciones de seguridad, p. ej.,
- Sobretensión de la celda
- Baja tensión de la celda
- Cable abierto en la celda
- Baja temperatura del troquel
- Sobretemperatura del troquel
La siguiente figura muestra la configuración del sistema de monitoreo de baterías mediante el uso de la placa BATTERY STACK MONITOR y la placa EVAL-ADBMS1818. La placa DC2472A se conecta con EVAL-ADBMS1818, la cual se usa para simular la tensión de la batería. Como alternativa, el paquete de baterías con 18 celdas se puede conectar a la placa EVAL-ADBMS1818.
La plataforma BATTERY STACK MONITOR de Analog Devices es ideal para los siguientes usos:
- Sistemas de baterías de respaldo
- Almacenamiento de energía de la red
- Almacenamiento de energía residencial
- UPS
- Equipos portátiles de alta potencia
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