3. Systemdesign och BMS-valguide
Det här avsnittet beskriver saker att ha i åtanke om hur batteriet interagerar med BMS och hur BMS interagerar med belastningar och laddare för att hålla batteriet skyddat. Denna information är nödvändig för systemdesign och för att kunna välja det mest lämpade BMS för systemet.
3.1. Högsta antal serie- parallell- eller serie/parallellkopplade batterier
Upp till 20 Victron Lithium Battery Smart-batterier kan användas i ett system, oberoende av vilket Victron BMS som används. Detta gör det möjligt att upprätta 12, 24 och 48 V-energilagringssystem med upp till 102 kWh (84 kWh för ett 12 V-system), beroende på den kapacitet som används och antalet batterier. Se avsnittet Installation för installationsdetaljer.
Kolla i tabellen nedan för att se hur den högsta lagringskapaciteten kan uppnås (med 12,8 V/330 Ah och 25,6 V/200 Ah-batterier som ett exempel):
Systemspänning | 12,8 V/330 Ah | Nominell energi | 25,6 V/200 Ah | Nominell energi |
|---|---|---|---|---|
12 V | 20 parallellkopplade | 84 kWh | n/a | n/a |
24 V | 20 i 2S10P | 84 kWh | 20 parallellkopplade | 102 kWh |
48 V | 20 i 4S5P | 84 kWh | 20 i 2S10P | 102 kWh |
3.2. Batteriets larmsignaler och BMS-åtgärder
Batteriet övervakar själv cellspänningarna och batteritemperaturen och skickar en larmsignal till BMS om någon av dessa hamnar utanför sin vanliga intervall.
För att skydda batteriet kommer BMS sedan att stänga av belastningar och/eller laddare eller generera ett förlarm så snart den har fått rätt signal från batteriet.
Följande är alla möjliga batterivarningar och larm samt den tillkommande BMS-åtgärden:
Batterilarmsignal | BMS-åtgärd |
|---|---|
Förlarmsvarning om låg cellspänning | BMS genererar en förlarmssignal |
Larm om låg cellspänning | BMS stänger av belastningar |
Larm om hög cellspänning | BMS stänger av laddarna |
Larm om låg batteritemperatur | BMS stänger av laddarna |
Larm om hög batteritemperatur | BMS stänger av laddarna |
Batteriet kommunicerar dessa larm till BMS via dess BMS-kablar.
 |
BMS mottar en larmsignal från en battericell
Om systemet innehåller flera batterier är alla batteri-BMS-kablar seriekopplade (kedjekopplade). Den första och den sista BMS-kabeln är ansluten till BMS.
 |
BMS mottar en larmsignal från en battericell i en uppsättning av flera batterier
Batteriet är utrustat med 50 cm långa BMS-kablar. Om kablarna är för korta för att nå BMS kan de förlängas genom att använda BMS-förlängningskablar.
Det finns tre sätt BMS kan styra lastningar och laddare:
Genom att skicka en elektrisk eller digital av/på-signal till laddaren eller belastningen.
Genom att fysiskt koppla till eller från en belastning eller en laddningskälla från batteriet. Antingen direkt eller genom att använda en BatteryProtect eller ett Cyrix Li-ion-relä.
De typer av BMS som finns tillgängliga för litiumbatterier förlitar sig antingen på den ena eller båda dessa tekniker. I följande avsnitt beskrivs BMS-typerna och deras funktioner i korthet.
 BMS skickar en av/på-signal till en belastning eller laddare |  BMS kopplar till eller från en belastning eller laddare |
3.2.1. Förlarmssignal
Avsikten med förlarmet är för att varna användaren om att BMS kommer att koppla från belastningarna på grund av att en eller flera celler har uppnått det konfigurerbara (via VictronConnect) tröskelvärdet för förlarm vid cellunderspänning. Exempel: Du skulle vilja få en tidig varning om att belastningar kommer att kopplas från när du är ute och kör din båt, eller att belysningen kommer att släckas när det är mörkt. Vi rekommenderar att du kopplar förlarmet till en tydligt synlig eller hörbar larmanordning. När förlarmet aktiveras kan användaren slå på en laddare för att förhindra att DC-systemet stängs ner.
Växlingsbeteende
I händelse av en nära förestående bortkoppling på grund av underspänning kommer förlarmsutgången på BMS att slås på. Om spänningen fortsätter att sjunka kommer belastningarna att kopplas från (belastningsfrånkoppling) samtidigt som förlarmsutgången återigen stängs av. Om spänningen stiger igen (operatören har aktiverat en laddare eller minskat belastningen) kommer förlarmsutgången att stängas av när den lägsta cellspänningen har stigit över 3,2 V.
BMS säkerställer en lägsta fördröjning på 30 sekunder mellan aktiveringen av förlarmet och belastningsfrånkopplingen. Den här fördröjningen är för att ge användaren en minimitid för att förhindra frånkopplingen.
Observera att äldre batteriet eventuellt inte stödjer förlarm.
3.3. BMS-modeller
Det finns sju olika BMS-modeller som kan användas med Lithium Battery Smart-batteriet. Översikten nedan beskriver skillnaderna mellan dem och deras vanligaste tillämpning. Se även BMS-översikten för ytterligare information.
BMS-typ | Spänning | Funktioner | Vanlig tillämpning | |
|---|---|---|---|---|
SmallBMS | 12, 24 eller 48 V | Styr belastningar och laddare via av/på-signaler. Genererar en förlarmssignal. Obs: smallBMS kallades tidigare miniBMS. | Små system utan växelriktare/laddare. | |
 VE.Bus BMS V2 | 12, 24 eller 48 V | Styr MultiPlus eller Quattro via VE.Bus Styr belastningar och laddare via av/på-signaler. Genererar en förlarmssignal. Fjärrstyrda på/av-uttag Fjärrpanelport för kommunikation med en GX-enhet eller DMC för att styra växelriktarens/laddarens switchläge (på/av/endast laddare). Extra strömingångs- och utgångsterminaler för att driva en GX-enhet. | System med växelriktare/laddare. | |
VE.Bus BMS | 12, 24 eller 48 V | Styr MultiPlus eller Quattro via VE.Bus Styr belastningar och laddare via av/på-signaler. Genererar en förlarmssignal. | System med växelriktare/laddare. | |
Lynx Smart BMS 500  Lynx Smart BMS 1000 A (M10) | 12, 24 eller 48 V | Tillgänglig i två versioner: 500 A (med M8 samlingsskeneanslutningar) och 1 000 A (med M10 samlingsskeneanslutningar) Styr belastningar och laddare via av/på-signaler Kan styra växelriktare/laddare, solcellsladdare, Orion XS DC-DC-batteriladdare och välja AC-laddare via DVCC Genererar en förlarmssignal. Inbyggt kontaktdon på 500 A eller 1 000 A som används som en säkerhetsmekanism att falla tillbaka på och det är även lämpligt som en fjärrstyrbar huvudsystembrytare Batteriövervakare Bluetooth Kan ansluta till en GX-enhet via VE.Can Fjärrkontroll på/av/standby via appen VictronConnect eller en GX-enhet Installerad i systemets positiva och negativa Omedelbar avläsning via Bluetooth | Större system med digital integration eller när ett inbyggt säkerhetsrelä krävs Även system med växelriktare/laddare om GX-enhet finns | |
 Smart BMS CL 12/100 | 12 V | Dedicerad växelströmsgeneratorport på 100 A Styr belastningar och laddare via av/på-signaler. Genererar en förlarmssignal. Bluetooth. Installerad i systemets positiva pol. | Relativt små system med en växelströmsgenerator. | |
 Smart BMS 12/200 | 12 V | Dedicerad växelströmsgeneratorport på 100 A Dedicerad DC-systemsport på 200 A Styr belastningar och laddare via av/på-signaler. Genererar en förlarmssignal. Bluetooth. Installerad i systemets positiva pol. | Relativt små system med en växelströmsgenerator och DC-belastningar. | |
 BMS 12/200 | 12 V | Dedicerad växelströmsgeneratorport på 80 A Dedicerad belastnings- och laddningsport på 200 A Installerad i systemets negativa pol. Observera att detta inte är idealiskt i många system. | Relativt små system med en växelströmsgenerator och DC-belastningar men utan växelriktare/laddare: Obs: Den här BMS har nått slutet av sin livstid, använd en Smart BMS CL12/100 eller Smart BMS 12/200 istället. |
3.3.1. Small BMS
smallBMS är utrustad med en ”belastningsfrånkoppling”, en ”laddningsfrånkoppling” och en förlarmskontakt.
I händelse av låg cellspänning skickar smallBMS en signal om ”belastningsfrånkoppling” för att koppla från belastningen/belastningarna.
Innan belastningen kopplas från skickar den en förlarmssignal för att varna om en nära förestående låg cellspänning.
I händelse av hög cellspänning eller låg eller hög batteritemperatur skickar smallBMS en signal om ”laddningsfrånkoppling” för att koppla från laddarna.
För mer information, se produktsidan för smallBMS.
smallBMS |  smallBMS styr belastningar och laddare via signaler för ”belastningsfrånkoppling” och ”laddningsfrånkoppling”. |
3.3.2. The VE.Bus BMS V2
VE.Bus BMS V2 är nästa generation av VE.Bus Battery Management System (BMS). Det är designat för att samverka med och skydda ett Victron Lithium Battery Smart-batteri i system som har Victron-växelriktare eller växelriktare/laddare med VE.Bus-kommunikation och erbjuder nya funktioner såsom in- och utgångsportar för hjälpström för att driva en GX-enhet, fjärrstyrda på/av-portar och kommunikation med GX-enheter. Det övervinner dess föregångares begränsningar genom att växla växelriktare/laddarens tillstånd på distans, t.ex. via en GX-enhet eller en VE.Bus Smart dongle.
Precis som smallBMS har den också en ”load disconnect” (belastning frånkopplad), en ”charge disconnect” (laddningsfrånkoppling) och en kontakt för ”förlarm”.
Om cellspänningen är låg kommer VE.Bus BMS V2 att skicka en signal om ”load disconnect” för att stänga av belastning(arna)/lasterna och kommer även att inaktivera invertering av växelriktaren/laddaren via VE.Bus-kommunikation.
Innan belastningarna kopplas från skickar den en förlarmssignal för att varna om en nära förestående låg cellspänning.
Om cellspänningen är hög eller om batteritemperaturen är hög/låg batteritemperatur kommer VE.Bus BMS V2 att skicka en signal om ”charge disconnect” (laddningsavbrott) för att stänga av laddaren/laddare och den kommer också att inaktivera laddaren för växelriktaren/laddaren.
En elnätsdetektor och en kort RJ45 UTP-kabel levereras tillsammans med VE.Bus BMS. Dessa behövs för att känna av elnätet när växelriktare/laddaren har kopplats på av BMS.
Notera
Elnätsdetektorn behövs inte för serierna av växelriktare/laddare MultiPlus-II eller Quattro-II.
För mer information se VE.Bus BMS-manualen som du hittar på produktsidan för VE.Bus BMS.
 VE.Bus BMS, VE.Bus BMS elnätsdetektor och RJ45 UTP-kabel |
VE.Bus BMS kopplar från lastningar och laddare via ”load disconnect” och ”charge disconnect” och styr växelriktaren/laddaren |
3.3.3. VE.Bus BMS
VE.Bus BMS används i ett system som även innehåller en eller flera Victron Energy växelriktare/laddare. VE.Bus BMS kommunicerar direkt med växelriktare/laddarna via VE.Bus. Det har även en kontakt för ”belastningsfrånkoppling”, ”laddningsfrånkoppling” och ”förlarm”.
Vid händelse av låg cellspänning skickar VE.Bus BMS en signal för ”belastningsfrånkoppling” för att koppla från belastningen/belastningarna och den kopplar även från växelriktare/laddaren.
Innan belastningarna kopplas från skickar den en förlarmssignal för att varna om en nära förestående låg cellspänning.
Vid händelse av hög cellspänning eller hög/låg batteritemperatur skickar VE.Bus BMS en signal för ”laddningsfrånkoppling” för att koppla från laddarna och den kopplar även från växelriktare/laddaren.
En elnätsdetektor och en kort RJ45 UTP-kabel levereras tillsammans med VE.Bus BMS. Dessa behövs för att känna av elnätet när växelriktare/laddaren har kopplats på av BMS.
Notera
Elnätsdetektorn behövs inte för serierna av växelriktare/laddare MultiPlus-II eller Quattro-II.
För mer information se VE.Bus BMS-manualen som du hittar på produktsidan för VE.Bus BMS.
VE.Bus BMS, VE.Bus BMS elnätsdetektor och RJ45 UTP-kabel |
VE.Bus BMS kopplar från belastningar och laddare via ”belastningsfrånkoppling” och ”laddningsfrånkoppling” och styr växelriktaren/laddaren |
3.3.4. Lynx Smart BMS
Lynx Smart BMS, finns tillgänglig i två versioner: 500 A (med M8 samlingsskeneanslutningar) och 1 000 A (med M10 samlingsskeneanslutningar), används i medelstora till stora system som innehåller DC-belastningar och AC-belastningar via växelriktare eller växelriktare/laddare, till exempel på yachter eller i fritidsfordon. Detta BMS är utrustat med en kontaktor som kopplar bort DC-systemet, en ”belastningsfrånkoppling”, en ”laddningsfrånkoppling”, en kontakt för ”förlarm” och en batteriövervakare. Utöver detta kan den anslutas till en GX-enhet och styra kompatibel Victron Energy-utrustning via DVCC.
I händelse av låg cellspänning skickar Lynx Smart BMS en signal om ”belastningsfrånkoppling” för att koppla från belastningen/belastningarna.
Innan en belastning kopplas från skickar den en förlarmssignal för att varna om en nära förestående låg cellspänning.
I händelse av hög cellspänning eller låg/hög celltemperatur skickar BMS en signal om ”laddningsfrånkoppling” för att koppla från laddarna.
Om batterierna laddas ur ytterligare (eller överladdas) öppnas kontakten och kopplar effektivt från DC-systemet för att skydda batterierna.
För mer information se Lynx Smart BMS-manualen som du hittar på produktsidan för Lynx Smart BMS.
Lynx Smart BMS
Lynx Smart BMS 1 000 A (M10) |
Lynx Smart BMS kopplar från belastningar och laddare via signalerna för ”belastningsfrånkoppling” och ”laddningsfrånkoppling” och styr växelriktaren/laddaren via en GX-enhet. Om batteriet laddas ur ännu mer kopplar BMS från batteriet från DC-systemet. |
3.3.5. Smart BMS CL 12/100
Smart BMS CL 12/100 är utrustad med en ”belastningsfrånkoppling”, en ”laddningsfrånkoppling” och en ”förlarms”-kontakt. BMS innehåller även en dedicerad växelströmsgeneratorport som ”strömbegränsar” generatorströmmen. Den kan ställas in på ett flertal strömmar ända upp till 100 A.
I händelse av låg cellspänning skickar Smart BMS CL 12/100 en signal om ”belastningsfrånkoppling” för att koppla från belastningen/belastningarna.
Innan belastningen kopplas från skickar den en förlarmssignal för att varna om en nära förestående låg cellspänning.
I händelse av hög cellspänning eller låg/hög celltemperatur skickar Smart BMS CL 12/100 en signal om ”laddningsfrånkoppling” för att koppla från laddarna.
Växelströmsgeneratorporten styr och strömbegränsar växelströmsgeneratorn.
För mer information se produktsidan för Smart BMS CL 12/100.
Smart BMS CL 12/100 |  Smart BMS CL 12/100 kopplar från belastningar och laddare via signalerna för ”belastningsfrånkoppling” och ”laddningsfrånkoppling”. Den styr och begränsar även växelstömsgeneratorn |
3.3.6. Smart BMS 12/200
Smart BMS 12/200 är utrustad med en ”belastningsfrånkoppling”, en ”laddningsfrånkoppling” och en förlarmskontakt. BMS innehåller även en dedicerad växelströmsgenerator- och systemport. Växelströmsgeneratorporten ”strömbegränsar” växelströmsgeneratorn. Den kan ställas in på ett flertal strömmar ända upp till 100 A. Systemporten används för att ansluta DC-systemet och kan användas för både laddning och urladdning av batteriet.
I händelse av låg cellspänning skickar Smart BMS 12/200 en signal om ”belastningsfrånkoppling” för att koppla från belastningen/belastningarna och den stänger av porten System+.
Innan belastningen kopplas från skickar den en förlarmssignal för att varna om en nära förestående låg cellspänning.
I händelse av hög cellspänning eller låg/hög celltemperatur skickar Smart BMS 12/200 en signal om ”laddningsfrånkoppling” för att koppla från laddarna.
Växelströmsgeneratorporten styr och strömbegränsar växelströmsgeneratorn.
För mer information se produktsidan för Smart BMS 12/200.
 Smart BMS 12/200 |  Smart BMS 12/200 kopplar från belastningar och laddare eller stänger av belastningar och laddare via signalerna för ”belastningsfrånkoppling” och ”laddningsfrånkoppling”. Den styr och begränsar även växelstömsgeneratorn. |
3.4. Laddning från en växelströmsgenerator
Jämfört med blybatterier har litiumbatterier ett väldigt lågt internt motstånd och accepterar en mycket högre laddningsström. På grund av detta måste särskild hänsyn tas för att undvika överladdning av växelströmsgeneratorn.
Säkerställ att generatorns kapacitet är minst två gånger batterikapaciteten. Exempel: En generator på 400 A kan med säkerhet kopplas till ett 200 Ah batteri.
Använd en generator utrustad med en temperaturstyrd generatorregulator. Detta förhindrar att generatorn överhettas.
Använd en strömbegränsande enhet som en DC-DC-laddare eller en DC-DC-omvandlare mellan generatorn och startbatteriet.
Använd en BMS med en växelströmsgeneratorport med inbyggd strömbegränsning, såsom Smart BMS CL 12-100 eller Smart BMS 12/200.
För mer information om hur man laddar litiumbatterier med en växelströmsgenerator, se bloggen och videon om litiumladdning med växelströmsgenerator.
 |
Laddning med växelströmsgenerator
3.5. Batteriövervakning
De vanliga batteriparametrarna, såsom batterispänning, batteritemperatur och cellspänning kan övervakas via Bluetooth med appen VictronConnect. Dock är inte övervakning av laddningsstatusen inbyggd i batteriet. För att övervaka laddningsstatusen kan du använda Lynx Smart BMS eller lägga till en batteriövervakare som en BMV eller SmartShunt till systemet.
Anpassa följande två inställningar om du använder en batteriövervakare tillsammans med ett litiumbatteri:
Ställ in laddningsverkningsgraden på 99 %
Ställ in Peukert-exponenten på 1,05
För mer information om batteriövervakare se produktsidan för batteriövervakare.
När en batteriövervakare läggs till systemet spelar det roll på vilket sätt batteriövervakaren förses med ström. Det finns två alternativ:
|  Strömkabeln till batteriövervakaren är ansluten till BMS. |
|  Strömkabeln till batteriövervakaren är ansluten till batteriet. |