¿Cuál es la función de la conexión de comunicación entre el inversor y la batería de litio BMS?
En un sistema de energía solar fuera de la red, el inversor y la batería son componentes clave. La función principal del inversor es convertir corriente continua (CC) en corriente alterna (AC), mientras que la batería almacena la energía generada por la generación de energía solar. Los tipos comunes de baterías incluyen baterías de plomo-ácido y litio. Las baterías de litio se han convertido en la opción de almacenamiento de energía principal debido a su alta densidad de energía y larga vida útil del ciclo.
Además de la conversión de potencia, el inversor también realiza otras funciones importantes, como la comunicación con el sistema de gestión de batería (BMS) de la batería de litio. Esta comunicación BMS entre el inversor y la batería de litio desempeña un papel clave en el funcionamiento estable del sistema.
I. ¿Qué es la comunicación BMS?
Un BMS (Sistema de Gestión de Baterías) puede considerarse el “cerebro” de la batería, responsable de monitorear y gestionar varios parámetros de funcionamiento. Solo las baterías de litio están equipadas con comunicación BMS. El inversor, por otro lado, sirve como centro de coordinación energética de todo el sistema, convirtiendo la energía CC de los paneles fotovoltaicos y la batería en energía CA para su uso por el equipo. BMS comunicaciones puentes de intercambio de información entre los dos. A través de este mecanismo de comunicación, el inversor obtiene datos de estado de la batería en tiempo real, incluyendo parámetros clave como nivel de carga, voltaje, corriente y temperatura. Los usuarios pueden ajustar dinámicamente las estrategias de carga y descarga basadas en estos datos, tomando decisiones precisas de gestión de energía. Por ejemplo, cuando la carga de la batería se acerca a un nivel crítico, el BMS envía una señal al inversor, activando mecanismos de protección para evitar la sobredescarga. Esta operación colaborativa eficiente no solo optimiza el proceso de carga y descarga, sino que también proporciona a los usuarios un soporte de energía más estable y fiable.
II. Funciones de comunicación BMS
1. Monitoreo de estado de datos en tiempo real
A través de la comunicación BMS, el inversor obtiene continuamente información dinámica sobre el funcionamiento de la batería, proporcionando a los usuarios un soporte de datos más intuitivo y facilitando el análisis y la optimización posteriores.
Lectura SOC (Estado de carga): Este es uno de los parámetros más críticos. El inversor obtiene la carga precisa restante de la batería (porcentaje) del BMS y la muestra al usuario. Sin comunicación BMS, el inversor solo puede estimar aproximadamente el SOC en función del voltaje, lo que puede dar lugar a errores significativos.
State of Health (SOH) reading: Obtains battery health information and understands battery capacity degradation, which is used to evaluate battery life and system performance.
Lectura de voltaje, corriente y temperatura: Obtiene los valores de voltaje total, corriente total y temperatura de la batería en los puntos clave de medición de temperatura para monitoreo en tiempo real y control de algoritmos.
Cycle count and capacity information: Obtains battery data such as total cycle count, rated capacity, and actual capacity.
2. Protección de seguridad y gestión de alarmas
Esta es la función de comunicación más básica e importante. El BMS controla todos los parámetros clave de la batería en tiempo real. Si se detecta una anomalía, notifica inmediatamente al inversor a través de la comunicación, y el inversor entonces toma las acciones de protección apropiadas.
Protección contra sobrevoltaje/subvoltaje: Si el BMS informa que el voltaje de cualquier célula de batería o la batería total excede el rango seguro, el inversor detiene inmediatamente la carga o descarga para evitar la sobrecarga o sobredescarga de la batería, evitando así incendios o daños permanentes.
Protección de sobrecorriente: Si la corriente de carga o descarga es excesiva, el BMS emite alarma, haciendo que el inversor limite la corriente o desconecte el circuito para proteger la batería y los dispositivos de alimentación.
Protección contra temperaturas altas/bajas: cuando el BMS detecta temperaturas que exceden el rango de funcionamiento seguro, notifica al inversor que ajuste la potencia o se apague. La carga está prohibida cuando la temperatura es demasiado baja para evitar la deposición de litio; La potencia es limitada cuando la temperatura es demasiado alta para evitar la fuga térmica.
Protección contra cortocircuitos: cuando el BMS detecta un cortocircuito, notifica al inversor que desconecte instantáneamente la batería para proteger contra cortocircuitos.
Otros fallos, tales como fallos de aislamiento, fallos de MOSFET y fallos de equilibrio, son reportados por el BMS, haciendo que el inversor genere una alarma y entre en un estado seguro.
3. Charge and Discharge Control and Power Management
Basándose en la información de estado proporcionada por el BMS, los usuarios pueden ajustar la estrategia de carga y descarga en la configuración del inversor para optimizar el rendimiento y la vida útil de la batería.
Ajuste de potencia en tiempo real: Basado en el SOC, la temperatura y el estado de salud de la batería, el BMS calcula y notifica al inversor la “potencia de carga máxima permitida actualmente” y la “potencia de descarga máxima permitida actualmente”. Cuando la batería está casi llena, el BMS instruye al inversor para reducir la potencia de carga hasta que cambie a la carga por goteo de tensión constante. A bajas temperaturas, el BMS reducirá significativamente la corriente de carga permitida o incluso prohibirá la carga.
Control de inicio/parada de carga y descarga: el BMS puede enviar comandos al inversor para iniciar o detener el proceso de carga/descarga. Por ejemplo, cuando se requiere el mantenimiento de la batería, el BMS puede ordenar al inversor que deje de descargarse.
La conexión de comunicación BMS entre el inversor y la batería de litio se ejecuta a través de todo el proceso de operación del sistema de almacenamiento de energía. Es más que un simple canal de transmisión de datos; es un mecanismo central para garantizar el funcionamiento seguro y eficiente de la batería de litio. Este mecanismo maximiza los niveles de seguridad de la batería y prolonga efectivamente la vida útil de la batería. Además, combinado con las estrategias de carga y descarga del inversor, mantiene la batería en condiciones óptimas de funcionamiento.
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