Battery management system BMS
Un BMS (dall’inglese battery management system) o sistema di gestione della batteria è qualsiasi sistema elettronico che gestisce una batteria ricaricabile (cella o pacco batteria), ad esempio proteggendo la batteria dal funzionamento al di fuori della sua area operativa sicura, monitorandone lo stato, calcolando i dati secondari, riportando quei dati, controllando il suo ambiente, autenticandolo e/o bilanciandolo.
Un pacco batteria costruito insieme a un sistema di gestione della batteria con un bus dati di comunicazione esterno è detto pacco batteria intelligente. Una batteria intelligente deve essere caricata da un caricabatterie intelligente.
MONITORAGGIO
Un BMS può monitorare lo stato della batteria rappresentato da vari elementi, come:
Tensione : tensione totale, tensioni delle singole celle o tensione delle prese periodiche
Temperatura : temperatura media, temperatura di ingresso del refrigerante, temperatura di uscita del refrigerante o temperature delle singole celle
Flusso refrigerante: per batterie raffreddate a liquido
Corrente : corrente in entrata o in uscita dalla batteria
Salute delle singole celle
Stato di equilibrio delle celle
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Il BMS controllerà anche la ricarica della batteria reindirizzando l’energia recuperata (ovvero dalla frenata rigenerativa) nel pacco batteria (tipicamente composto da un numero di moduli batteria, ciascuno composto da un numero di celle).
I sistemi di gestione termica della batteria possono essere passivi o attivi e il mezzo di raffreddamento può essere aria, liquido o qualche forma di cambiamento di fase. Il raffreddamento ad aria è vantaggioso per la sua semplicità. Tali sistemi possono essere passivi, basandosi solo sulla convezione dell’aria circostante, o attivi, utilizzando ventole per il flusso d’aria. Commercialmente, Honda Insight e Toyota Prius utilizzano entrambe il raffreddamento ad aria attivo dei loro sistemi di batterie. Il principale svantaggio del raffreddamento ad aria è la sua inefficienza. Per azionare il meccanismo di raffreddamento è necessario utilizzare grandi quantità di energia, molto più del raffreddamento a liquido attivo.[3] Anche i componenti aggiuntivi del meccanismo di raffreddamento aggiungono peso al BMS, riducendo l’efficienza delle batterie utilizzate nel trasporto.
Il raffreddamento a liquido ha un potenziale di raffreddamento naturale più elevato rispetto al raffreddamento ad aria poiché i refrigeranti liquidi tendono ad avere conduttività termiche più elevate rispetto all’aria. Le batterie possono essere immerse direttamente nel refrigerante oppure il refrigerante può fluire attraverso il BMS senza entrare direttamente in contatto con la batteria. Il raffreddamento indiretto ha il potenziale per creare grandi gradienti termici attraverso il BMS a causa della maggiore lunghezza dei canali di raffreddamento. Questo può essere ridotto pompando il refrigerante più velocemente attraverso il sistema, creando un compromesso tra velocità di pompaggio e consistenza termica.
