3. Designul sistemului și ghidul de selecție BMS
Prezentul capitol descrie aspectele care trebuie luate în considerare despre modul în care bateria interacționează cu BMS, respectiv interacțiunea BMS cu consumatorii și încărcătoarele, în scopul protejării bateriei. Aceste informații sunt esențiale pentru proiectarea sistemului și pentru a putea alege BMS cel mai potrivit pentru sistemul în cauză.
3.1. Număr maxim de baterii în configurație serie, paralelă sau serie/paralel
Într-un sistem pot fi utilizate un total de maximum 20 de baterii Victron Lithium Battery Smart, indiferent de BMS-ul Victron care se folosește. Astfel, se alimentează sistemele de stocare a energiei de 12 V, 24 V și 48 V cu până la 102 kWh (84 kWh pentru un sistem de 12 V), în funcție de capacitatea utilizată și de numărul de baterii. Consultați capitolul Instalarea pentru detalii despre instalare.
Consultați tabelul de mai jos pentru a vedea cum poate fi atinsă capacitatea maximă de stocare (folosind baterii de 12,8 V/330 Ah și 25,6 V/200 Ah ca exemplu):
Tensiune sistem | 12,8 V/330 Ah | Energie nominală | 25,6 V/200 Ah | Energie nominală |
|---|---|---|---|---|
12 V | 20 în paralel | 84 kWh | na | na |
24 V | 20 în 2S10P | 84 kWh | 20 în paralel | 102 kWh |
48 V | 20 în 4S5P | 84 kWh | 20 în 2S10P | 102 kWh |
3.2. Semnalele de alarmă ale bateriei și acțiunile BMS
Bateria însăși monitorizează tensiunile și temperaturile celulelor. Se va transmite un semnal de alarmă către BMS în cazul în care vreunul dintre acești parametri se află în afara limitelor normale.
Pentru a proteja bateria, BMS va opri consumatorii și/sau încărcătoarele sau va genera o pre-alarmă de îndată ce primește un semnal de alarmă de la baterie.
Acestea sunt posibilele avertismente și alarme ale bateriei, însoțite de acțiunile corespunzătoare ale BMS:
Semnal de alarmă baterie | Acțiune BMS |
|---|---|
Avertisment pre-alarmă de tensiune scăzută în celulă | BMS generează un semnal de pre-alarmă |
Alarmă de tensiune scăzută în celulă | BMS oprește consumatorii |
Alarmă de tensiune ridicată în celulă | BMS oprește încărcătoarele |
Alarmă de temperatură scăzută a bateriei | BMS oprește încărcătoarele |
Alarmă de temperatură ridicată a bateriei | BMS oprește încărcătoarele |
Bateria transmite aceste alarme la BMS prin intermediul cablurilor sale BMS.
 |
BMS primește un semnal de alarmă de la o celulă a bateriei
Dacă sistemul conține mai multe baterii, cablurile BMS ale tuturor bateriilor sunt legate în serie (conectare în cascadă). Primul și ultimul cablu BMS se conectează la BMS.
 |
BMS primește un semnal de alarmă de la o celulă într-o configurație multiplă a bateriei
Bateria este echipată cu cabluri BMS cu lungime de 50 cm. Dacă aceste cabluri sunt prea scurte pentru a ajunge la BMS, ele pot fi prelungite cu cabluri de prelungire BMS.
Există două moduri în care BMS poate controla consumatorii și încărcătoarele:
Prin transmiterea unui semnal electric sau digital de pornire/oprire către încărcător sau consumator.
Prin conectarea sau deconectarea fizică a unui consumator sau a unei surse de încărcare la/de la baterie. Fie direct, fie folosind un releu BatteryProtect sau Cyrix Li-ion.
Toate tipurile BMS disponibile pentru bateria cu litiu se bazează fie pe una, fie pe ambele tehnologii. În capitolele următoare sunt descrise pe scurt tipurile de BMS și modul de funcționare al acestora.
 BMS transmite un semnal de pornire/oprire către un consumator sau un încărcător |  BMS se conectează sau se deconectează de la un consumator sau un încărcător |
3.2.1. Semnalul de pre-alarmă
Scopul pre-alarmei este de a avertiza utilizatorul asupra faptului că BMS este pe cale să oprească consumatorii din cauză că una sau mai multe celule au atins valoarea configurabilă (prin VictronConnect) prag Pre-alarmă subtensiune celule. De exemplu, ați dori o avertizare din timp privind oprirea consumatorilor atunci când manevrați barca sau dacă luminile urmează să fie stinse când e întuneric. Vă recomandăm să conectați pre-alarma la un dispozitiv de alarmă care se poate vedea și auzi clar. Când pre-alarma este anunțată, utilizatorul poate porni un încărcător pentru a preveni oprirea sistemului CC.
Comportamentul de comutare
În cazul unei opriri iminente pentru subtensiune, ieșirea de pre-alarmă a BMS se va activa. În cazul în care tensiunea continuă să scadă, consumatorii sunt opriți (deconectare consumator) și, în același timp, ieșirea de pre-alarmă se va opri din nou. În cazul în care tensiunea crește din nou (operatorul a activat un încărcător sau a redus consumatorii), ieșirea de pre-alarmă se va opri, odată ce cea mai joasă tensiune a celulei a crescut la peste 3,2 V.
BMS asigură o întârziere minimă de 30 de secunde între activarea pre-alarmei și deconectarea consumatorului. Această întârziere are scopul de a permite utilizatorului un interval minim de timp pentru a preveni oprirea.
Rețineți că modelele mai vechi de baterii nu suportă pre-alarma.
3.3. Modelele de BMS
Există o gamă de 7 modele de BMS diferite care pot fi utilizate cu bateria Lithium Battery Smart. Prezentarea de mai jos explică diferențele dintre acestea și utilizările lor tipice. Pentru informații suplimentare, consultați și Prezentarea BMS.
Tip BMS | Tensiune | Funcții | Utilizare tipică | |
|---|---|---|---|---|
SmallBMS | 12, 24 sau 48 V | Controlează consumatorii și încărcătoarele prin semnalele de pornire/oprire. Generează semnale de pre-alarmă. Notă: anterior, smallBMS era denumit miniBMS | Sisteme de mici dimensiuni fără invertor/încărcătoare. | |
 VE.Bus BMS V2 | 12, 24 sau 48 V | Controlează MultiPlus sau Quattro prin VE.Bus. Controlează consumatorii și încărcătoarele prin semnalele de pornire/oprire. Generează semnale de pre-alarmă. Terminale pornire/oprire la distanță Port panou la distanță pentru comunicare cu un dispozitiv GX sau DMC, pentru controlul stării de comutare invertor/încărcător (pornit/oprit/numai încărcător). Terminale de intrare și ieșire putere auxiliară pentru alimentarea unui dispozitiv GX. | Sisteme cu invertor/încărcătoare. | |
VE.Bus BMS | 12, 24 sau 48 V | Controlează MultiPlus sau Quattro prin VE.Bus. Controlează consumatorii și încărcătoarele prin semnalele de pornire/oprire. Generează semnale de pre-alarmă. | Sisteme cu invertor/încărcătoare. | |
Lynx Smart BMS 500  Lynx Smart BMS 1000 A (M10) | 12, 24 sau 48 V | Disponibil în două versiuni: 500 A (cu conexiuni busbar M8) și 1000 A (cu conexiuni busbar M10) Controlează sarcinile și încărcătoarele prin semnalele de pornire/oprire Poate controla invertoarele/încărcătoarele, încărcătoarele solare, încărcătoarele de baterii Orion XS DC-DC și anumite încărcătoare de c.a. prin DVCC Generează semnale de pre-alarmă. Contactor încorporat de 500 A sau 1000 A folosit ca mecanism de siguranță la restabilire și adecvat ca comutator de sistem principal controlabil de la distanță Sistemul de monitorizare a bateriei Bluetooth Se poate conecta la un dispozitiv GX prin VE.Can Pornire/Oprire/Inactivitate prin aplicația VictronConnect sau printr-un dispozitiv GX Se instalează la terminalele pozitiv și negativ ale sistemului Citire instantanee prin Bluetooth | Sisteme mai mari cu integrare digitală sau în situațiile unde este necesar un releu de protecție încorporat De asemenea, sisteme cu invertor/încărcătoare, dacă este prezent un dispozitiv GX | |
 Smart BMS CL 12/100 | 12 V | Port dedicat pentru alternator, de 100 A. Controlează consumatorii și încărcătoarele prin semnalele de pornire/oprire. Generează semnale de pre-alarmă. Bluetooth. Se instalează la terminalul negativ al sistemului. | Sisteme relativ mici cu alternator. | |
 Smart BMS 12/200 | 12 V | Port dedicat pentru alternator, de 100 A. Port dedicat pentru sistem pe СС de 200 A. Controlează consumatorii și încărcătoarele prin semnalele de pornire/oprire. Generează semnale de pre-alarmă. Bluetooth. Se instalează la terminalul negativ al sistemului. | Sisteme relativ mici cu alternator și consumatori de СС | |
 BMS 12/200 | 12 V | Port dedicat pentru alternator, de 80 A. Port dedicat pentru consumator și încărcător, de 200 A. Se instalează la terminalul negativ al sistemului. Acordați atenție faptului că acesta nu este ideal în numeroase sisteme. | Sisteme relativ mici cu alternator și consumatori de СС, dar fără invertor/încărcător. Notă: Acest model de BMS urmează să fie retras din producție, utilizați în schimb un Smart BMS CL 12/100 sau un Smart BMS 12/200. |
3.3.1. smallBMS
smallBMS este echipat cu un contact de „deconectare sarcină”, unul de „deconectare încărcare” și un contact de pre-alarmă.
În cazul unei tensiuni joase a celulei, smallBMS va trimite un semnal de „deconectare sarcină” pentru a opri sarcina (sarcinile).
Înainte de a opri sarcina, acesta va trimite un semnal de pre-alarmă care indică o tensiune joasă iminentă a celulei.
În caz de tensiune înaltă în celulă, respectiv temperatură scăzută sau ridicată a bateriei, smallBMS va transmite un semnal de „deconectare încărcare” pentru a opri încărcătorul (încărcătoarele).
Pentru mai multe informații, consultați pagina produsului smallBMS.
smallBMS |  SmallBMS controlează sarcinile și încărcătoarele prin semnale de „deconectare sarcină” și „deconectare încărcare” |
3.3.2. VE.Bus BMS V2
VE.Bus BMS V2 este următoarea generație de sisteme de management al bateriilor (BMS) VE.Bus. Acesta se utilizează într-un sistem conceput să fie o interfață și să protejeze bateriile Victron Lithium Battery Smart în cadrul sistemelor care includ invertoare Victron sau invertor/încărcător cu comunicare VE.Bus și oferă multe noi funcții, precum porturi de intrare și ieșire de putere auxiliară pentru alimentarea unui dispozitiv GX, porturi pornire/oprire la distanță și comunicare cu dispozitivele GX. Acesta depășește limitările predecesorului său în comutarea stării invertorului/încărcătorul de la distanță, de ex., printr-un dispozitiv GX sau un dongle VE.Bus Smart.
Ca să în cazul smallBMS, este dotat și cu un contact de „deconectare consumator”, unul de „deconectare încărcare” și unul de „pre-alarmă”.
În cazul unei tensiuni joase a celulei, VE.Bus BMS V2 va trimite un semnal de „deconectare consumator” pentru a opri consumatorul (consumatoarele) și va opri și invertorul sau invertorul/încărcătorul prin comunicare VE.Bus.
Înainte de a opri sarcinile, acesta va trimite un semnal de pre-alarmă care indică o tensiune joasă iminentă a celulei.
În caz de tensiune ridicată în celulă, respectiv temperatură scăzută sau ridicată a bateriei, VE.Bus BMS V2 va transmite un semnal de „deconectare încărcare” pentru a opri încărcătorul (încărcătoarele), și va opri, de asemenea, încărcarea invertorului/încărcătorului.
Împreună cu VE.Bus BMS V2 se livrează un detector de tensiune și un cablu UTP RJ45 scurt. Acestea sunt necesare pentru detectarea tensiunii după oprirea invertorului/încărcător de către BMS.
Notă
Detectorul de tensiune nu este necesar pentru invertoarele/încărcătoarele din gamele MultiPlus-II sau Quattro-II.
Pentru informații suplimentare, consultați manualul VE.Bus BMS V2 de pe pagina produsului VE.Bus BMS.
 VE.Bus BMS V2, detectorul de tensiune VE.Bus BMS și cablul UTP RJ45 |
VE.Bus BMS V2 va opri consumatorii și încărcătoarele prin „deconectare consumator” și „deconectare încărcare” și controlează invertorul/încărcător |
3.3.3. VE.Bus BMS
VE.Bus BMS se utilizează într-un sistem care include unul sau mai multe invertoare/încărcătoare Victron Energy. BMS VE.Bus comunică direct cu invertorul/încărcător prin intermediul VE.Bus. De asemenea, dispune și de un contact de „deconectare consumator”, unul de „deconectare încărcare” și unul de „pre-alarmă”.
În cazul unei tensiuni joase a celulei, VE.Bus BMS va trimite un semnal de „deconectare sarcină” pentru a opri sarcina (sarcinile) și va opri și invertorul sau invertorul/încărcătorul.
Înainte de a opri sarcinile, acesta va trimite un semnal de pre-alarmă care indică o tensiune joasă iminentă a celulei.
În caz de tensiune înaltă în celulă, respectiv temperatură scăzută sau ridicată a bateriei, VE.Bus BMS va transmite un semnal de „deconectare încărcare” pentru a opri încărcătorul (încărcătoarele).
Împreună cu VE.Bus BMS se livrează un detector de tensiune și un cablu UTP RJ45 scurt. Acestea sunt necesare pentru detectarea tensiunii după oprirea invertorului/încărcător de BMS.
Notă
Detectorul de tensiune nu este necesar pentru invertoarele/încărcătoarele din gamele MultiPlus-II sau Quattro-II.
Pentru informații suplimentare, consultați manualul VE.Bus BMS din pagina produsului VE.Bus BMS.
VE.Bus BMS, detectorul de tensiune V.Bus BMS și cablul UTP RJ45 |
VE.Bus BMS va opri consumatorii și încărcătoarele prin „deconectare consumator” și „deconectare încărcare” și controlează invertorul/încărcător |
3.3.4. Lynx Smart BMS
Lynx Smart BMS, disponibil în două versiuni: 500 A (cu conexiuni busbar M8) și 1000 A (cu conexiuni busbar M10), este utilizat în sisteme medii până la mari care conțin consumatori CC și CA prin invertoare sau invertoare/încărcătoare, de exemplu, pe iahturi sau în vehicule de agrement. Acest BMS este dotat cu un contactor care deconectează sistemul CC, un contact de „deconectare consumator”, unul de „deconectare încărcare” și unul de „pre-alarmă”, și un sistem de monitorizare a bateriei. În plus, poate fi conectat la un dispozitiv GX și este compatibil cu echipamentele Victron Energy, putând fi controlat prin DVCC.
În caz de tensiune scăzută în celulă, Lynx Smart BMS va transmite un semnal de „deconectare încărcare” pentru a opri consumatorul (consumatorii).
Înainte de a opri un consumator, acesta va transmite un semnal de pre-alarmă indicând o iminentă tensiune scăzută a celulei.
În caz de tensiune înaltă în celulă, respectiv temperatură scăzută/ridicată a bateriei, BMS va transmite un semnal de „deconectare încărcare” pentru a opri încărcătorul (încărcătoarele).
Dacă bateriile sunt și mai descărcate (sau supraîncărcate), contactorul se va deschide, efectiv deconectând sistemul de СС pentru a proteja bateriile.
Pentru mai multe informații, consultați manualul Lynx Smart BMS, care poate fi găsit pe pagina de produs a Lynx Smart BMS.
Lynx Smart BMS
Lynx Smart BMS 1000 A (M10) |
Lynx Smart BMS va opri consumatorii și încărcătoarele prin intermediul semnalelor de „deconectare consumator” și „deconectare încărcare” și va controla invertorul/încărcătorul prin intermediul unui dispozitiv GX. În cazul în care bateria se descarcă și mai mult, BMS o va deconecta de la sistemul cu СС. |
3.3.5. Smart BMS CL 12/100
Smart BMS CL 12/100 este prevăzut cu un contact de „deconectare consumator”, unul de „deconectare încărcare” și unul de „pre-alarmă”. De asemenea, dispune de un port dedicat pentru alternator, care va „limita curentul” alternatorului. Acesta poate fi configurat pentru o varietate de valori ale curentului, până la 100 A.
În cazul unei tensiuni joase a celulei, Smart BMS CL 12/100 va trimite un semnal de „deconectare sarcină” pentru a opri sarcina (sarcinile).
Înainte de a opri sarcina, acesta va trimite un semnal de pre-alarmă care indică o tensiune joasă iminentă a celulei.
În caz de tensiune înaltă în celulă, respectiv temperatură scăzută/ridicată a bateriei, Smart BMS CL 12/100 va transmite un semnal de „deconectare încărcare” pentru a opri încărcătorul (încărcătoarele).
Portul alternatorului controlează și limitează curentul la alternator.
Pentru mai multe informații, consultați pagina produsului Smart BMS CL 12/100.
Smart BMS CL 12/100 |  Smart BMS CL 12/100 va opri consumatorii și încărcătoarele prin intermediul semnalelor de „deconectare consumator” și „deconectare încărcare”. De asemenea, controlează și limitează alternatorul |
3.3.6. Smart BMS 12/200
Smart BMS 12/200 este echipat cu un contact pentru „deconectare consumator”, unul pentru „deconectare încărcare” și unul de „pre-alarmă”. De asemenea, BMS este prevăzut cu un port dedicat pentru alternator și sistem. Portul alternatorului va „limita curentul” alternatorului. Poate fi setat pentru o varietate de valori ale curentului, până la 100 A. Portul de sistem este folosit pentru a conecta sistemul de CC și poate fi utilizate atât pentru încărcare, cât și pentru descărcarea bateriei.
În cazul unei tensiuni scăzute în celulă, Smart BMS 12/200 va transmite un semnal de „deconectare consumator” pentru a opri consumatorul(-ii) și va deconecta portul + al sistemului.
Înainte de a opri sarcina, acesta va trimite un semnal de pre-alarmă care indică o tensiune joasă iminentă a celulei.
În caz de tensiune înaltă în celulă, respectiv temperatură scăzută/ridicată a bateriei, Smart BMS 12/200 va transmite un semnal de „deconectare încărcare” pentru a opri încărcătorul (încărcătoarele).
Portul alternatorului controlează și limitează curentul la alternator.
Pentru mai multe informații, consultați pagina de produs a Smart BMS 12/200.
 Smart BMS 12/200 |  Smart BMS12/200 va deconecta consumatorii și încărcătoarele sau va opri consumatorii și încărcătoarele prin intermediul semnalelor „deconectare consumator” și „deconectare încărcare”. De asemenea, controlează și limitează alternatorul. |
3.4. Încărcarea de la un alternator
În comparație cu bateriile cu plumb-acid, cele cu litiu au o rezistență internă foarte scăzută și acceptă un curent de încărcare mult mai ridicat. Din acest motiv, trebuie acordată atenție deosebită la evitarea supraîncărcării alternatorului.
Asigurați-vă valoarea nominală a curentului alternatorului este cel puțin dublă față de cea a bateriei. De exemplu, un alternator de 400 A poate fi conectat în siguranță la o baterie de 200 Ah.
Utilizați un alternator echipat cu un regulator de control al temperaturii. Aceasta va preveni supraîncălzirea alternatorului.
Folosiți un limitator de curent precum un încărcător СС-СС sau un convertor CC-CC între alternator și bateria de pornire.
Utilizați un BMS cu port pentru alternator și cu limitare încorporată a curentului, precum Smart BMS CL 12/100 sau Smart BMS 12/200.
Pentru informații suplimentare privind încărcarea bateriilor cu litiu de la un alternator, consultați blogul și videoclipul destinate încărcării bateriilor cu litiu cu ajutorul unui alternator.
 |
Încărcarea cu alternatorul
3.5. Monitorizarea bateriei
Parametrii comuni ai bateriei, precum tensiunea și temperatura bateriei, respectiv tensiunile celulelor, pot fi monitorizați prin Bluetooth, prin aplicația VictronConnect. Cu toate acestea, monitorizarea stării de încărcare nu este încorporată în baterie. Pentru monitorizarea stării de încărcare, folosiți Lynx Smart BMS sau adăugați la sistem un dispozitiv de monitorizare a bateriei precum BMV sau SmartShunt.
Când se utilizează un dispozitiv de monitorizare la o baterie cu litiu, efectuați următoarele două reglaje:
setați eficiența de încărcare la 99 %;
setați numărul lui Peukert la 1,05.
Pentru informații suplimentare despre dispozitivele de monitorizare a bateriei, consultați pagina de produs a dispozitivului de monitorizare a bateriei.
Când se adaugă un dispozitiv de monitorizare a bateriei la sistem, contează modul în care acesta este alimentat. Există două opțiuni:
|  Cablul de alimentare al dispozitivului de monitorizare a bateriei este conectat la BMS |
|  Cablul de alimentare al dispozitivului de monitorizare a bateriei este conectat la baterie |