A lítium-ion akkumulátorok számos olyan előnnyel rendelkeznek az ólom-savas társaikkal szemben, amik miatt jobb választásnak bizonyulnak szigetüzemű rendszerek esetén. Hatékonyabbak, gyorsabban lehet őket tölteni, és az élettartamuk is hosszabb. Azonban vannak olyan tényezők, körülmények, melyek károsíthatják ezeket az akkumulátorokat.
Ahhoz, hogy ki lehessen használni a bennük rejlő potenciált, ki kell küszöbölni ezeket. Ehhez szükség van olyan speciális alkatrészekre, mint a BMS (‘Battery Management System’ - Akkumulátor Felügyeleti Rendszer).
Mi az a BMS?
Szokták mondani, hogy a BMS az akkupakk agya, mely felügyeli és kezeli az akkumulátort és teljesítményét. Biztosítja a hosszú élettartamot és a biztonságos működést, így elengedhetetlen. Egyúttal védi az eszközt, amibe bele lett szerelve (pl. csónakot, lakóautót, stb.), és természetesen magukat a szigetüzemű rendszereket és használóikat.
Mi a fő funkciója egy akkumulátor felügyelő rendszernek?
Az, hogy megvédje az akkumulátorcellákat a túltöltéstől és a túlmerüléstől, mely az akkumulátor tartós károsodását, jelentősen csökkenő ciklikus élettartam-romlást eredményezi. Mindehhez folyamatosan monitorozza az akkumulátorok cellafeszültségét, -áramerősségét, -töltöttséget, az -hőmérsékletét és esetenként a rendelkezésre álló kapacitását. A BMS gyakori funkciója, hogy regisztrálja, naplózza is a tolerancia határértékek átlépését, melyet például egy túlmerítés generálhat. Valamint kiegyensúlyozza a cellák között a töltést, így biztosítva, hogy minden cella maximális kapacitáson működjön. Ha nem biztonságos működést érzékel, akkor a BMS leválasztja az akkumulátorról a fogyasztót vagy töltőt általában relé vagy félvezető-kapcsoló segítségével, hogy megvédje a cellákat és persze a felhasználót.
Hogy működik a gyakorlatban, pl. szigetüzemű rendszerekben?
A BMS folyamatosan figyeli az egyes cellák feszültségét, áramát és hőmérsékletét. Az áramot általában kis ellenállás értékű precíziós ellenálláson, ún. söntön vagy áram transzformátorokon keresztül méri. A hőmérséklet mérésére gyakori a termoelem és a platinaszálas hőmérő alkalmazása. A töltöttség ismerete kiemelten fontos ahhoz, hogy a hátralévő üzemidőt lehessen becsülni. Ezt a legtöbb BMS egyszerű, ún. töltésszámlálásos (Coulomb-counting) módszerrel számolja, ahol az egy időegységre vetített cellaáram kerül folyamatosan összegzésre. Ismerve a kezdeti kapacitást, becsülhető a cella aktuális töltöttsége. Járműipari és szigetüzemű alkalmazásokban előfordulhat szüksége továbbá az elérhető legnagyobb kapacitás és a kivehető teljesítmény számításának is, mely jelentősen befolyásolja, milyen fogyasztók működtethetők még az akkutelepről az egyes cellák adott életkora mellett. Előbbi beméréséhez szükséges alkalmanként egy-egy teljes lemerítés-feltöltési ciklust végezni, utóbbihoz a cella pillanatnyi belső ellenállását kell megmérni.
A BMS a mért adatokat tovább tudja küldeni egy központi vezérlő vagy megjelenítő számára, mely alapján például terhelés elosztást, töltésvezérlést lehet végezni.
Milyen rendszerekkel képes a BMS kommunikálni?
A BMS a mért adatokat tovább tudja küldeni egy központi vezérlő vagy megjelenítő számára, mely alapján például terhelés elosztást, töltésvezérlést lehet végezni. A jellemző támogatott kommunikációs protokollok között általában mindig található egy UART (soros) port alacsony szintű adatkommunikációhoz, hibakereséshez. Felsőbb szintű protokollok között RS485, CAN, Bluetooth és IEEE 802.11, mely a hétköznapi szóhasználatban használt WiFi-vel azonosítható.
A felsőbb kategóriába tartozó BMS-ek ennélfogva alkalmasak számos harmadik féltől származó eszközökkel kommunikálni, melyek között a leggyakoribbak az inverterek és töltésvezérlők. Victron, SMA Sunny Island és Studer kompatibilis BMS kapható az innolabshop.hu kínálatában.
