リチウムイオンバッテリーとＢＭＳ

昨日の福岡県の新型コロナの感染者数は９０人と過去最高だった。　

福岡市が６１人で北九州市が９人、久留米市が２人で県で１８人というもの。
ここまで増えると大変だぞ。　

 

さて今日は順番が反対になったが、リチウムイオンバッテリーとＢＭＳについてまとめてみる。

ＢＭＳ (バッテリーマネージメントシステム) とは簡単に言うと、バッテリーのセルの状態を監視・制御するシステムのこと。

リチウムイオン系のバッテリーは単位あたりのエネルギーが大きいので使い方を誤ると発火・感電といった危険があり、電池残量の推定や異常検知を捉えて安全にバッテリーを保護する必要がある。

リン酸鉄リチウムイオン系 (ＬｉＦｅＰＯ４)は、一般のリチウムイオン系 (Ｌｉ-ｉｏｎ) に比べてエネルギー密度が低い分、発火や発熱の危険性も低いが、どちらも充放電の末期に電圧暴走しやすい。

 

これはLiFePO4 ( 容量 ４００Ａｈ )

一つのバッテリー(セル) の電圧は３.２Ｖなので４つのセルを直列にして１２.８Ｖとなる。

ＬｉＦｅＰＯ４はＬｉ-ｉｏｎと違って常用域で充放電を行っても大変安定しているのが特徴。

 

 

リン酸鉄リチウムバッテリー用の ＢＭＳで１２Ｖ　４Ｓ １５０Ａのもの。

ＢＭＳも色々な種類があって一般的なＢＭＳは設定値の変更はできない。

しかし、これはスマートＢＭＳでスマホやパソコンで設定値を替えたり測定値を表示できる便利なもの。

 

 

ＢＭＳの主な働き　( 〇 ✖ はこのＢＭＳでの可否)

1. 　過充電時の充電の停止 〇
　 セルと全体の電圧を監視し、1つのセルでも過充電になれば遮断する。
                              　　　　　   各セル(3.65V) 全体(14.6V)

2.　各セルの電圧監視 〇
     電圧、電流、温度等を測定する測定機能 。測定したデータを表示する表示機能。

3.　各セルのバランシング ✖
　 充電、放電はもちろん自然放電でも各セルの一定の電圧差が生じるとバランスさせる。

4.　 過放電時の放電の停止 〇
　 各セル電圧を監視、1つのセルでも過放電であれば放電ラインを遮断する。

5.　 外部短絡等の大電流放電の停止 〇
　 外部短絡等により、大電流が流れると放電ラインを遮断する。

6.　 温度保護による充放電の停止 〇
　バッテリー内温度を監視し、適正範囲を超えると充放電ラインを遮断する。

7.　低電圧時の動作停止 〇
　充放電にかかわらず電圧を監視、適正外で停止。

上記の項目は管理数値を変更することが出来る。

このＢＭＳではバランス電流が小さいので充放電時は特定のセルが電圧暴走するが、遮断電圧に達したところで充電系が遮断される。全てのセルを3.65Vの満充電まで達することが出来ればいいが、このBMSではそれは出来ない。外部充電や走行充電は問題ないが、ソーラーはバッテリーから遮断されるのでそのままではトラブルや故障する可能性がある。　

全てのセルを満充電に出来るＢＭＳがないかと探すが、中々これと言っていい物を見つけられていない。
中国製でＢＭＳが内蔵されたバッテリーも沢山あるが、いい加減なものも多いらしい。　

 

快適化やトラブル事例はこちらに沢山あります。　
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