Corriente nominal del BMS: cómo dimensionarla para tu batería

Un paquete puede tener suficiente energía almacenada para alimentar una carga y, aun así, apagarse en cuanto esa carga se pone en marcha. Una causa habitual es elegir la corriente nominal del BMS basándose únicamente en la capacidad de la batería en amperios-hora. El BMS debe soportar la corriente que realmente consume la aplicación, incluidos los picos de arranque, sin superar los límites de las celdas, los conductores, los conectores ni el diseño de refrigeración.

Empiece por el perfil de carga, no por la etiqueta del BMS. Registre la potencia o corriente continua, la potencia o corriente máxima y la duración de cada pico. Los motores, inversores, bombas y equipos de telecomunicaciones o UPS pueden consumir durante un breve periodo una corriente muy superior a la de funcionamiento estable.

Para una carga de CC con una potencia nominal conocida, calcule la corriente con I = P / V, donde P es la potencia de la carga y V es la tensión del paquete bajo carga. Use la tensión de funcionamiento mínima prevista para obtener una estimación conservadora: para entregar la misma potencia se necesita más corriente cuando baja la tensión. En el caso de un inversor, tenga en cuenta las pérdidas de conversión dividiendo la potencia de la carga por la tensión del paquete y por la eficiencia del inversor.

Distinga entre corriente continua y corriente máxima. Un BMS puede especificar ambas, pero la corriente máxima solo es válida durante la duración y en las condiciones de funcionamiento indicadas. Compruebe por separado los límites del fabricante para la corriente de descarga, carga y pico; no necesariamente son iguales.

- Enumere todas las cargas que puedan funcionar al mismo tiempo, incluidos los equipos auxiliares.

- Registre los picos de arranque o de fallo y su duración, no solo el consumo promedio.

- Determine si la carga y la descarga pueden producirse simultáneamente.

- Confirme el rango de tensión del paquete y el comportamiento de la carga ante una tensión baja.

A continuación, compruebe si las celdas pueden suministrar la corriente necesaria. Para celdas cuya capacidad se especifica con una tasa C, el límite aproximado de corriente es la capacidad en amperios-hora multiplicada por la tasa C permitida. Por ejemplo, una celda de 100 Ah con una descarga continua nominal de 1C tiene un límite nominal de 100 A, sujeto a las condiciones de temperatura, SOC y tensión indicadas en la ficha técnica de la celda. En un grupo en paralelo, la corriente puede repartirse, pero no dé por sentado que se distribuye perfectamente sin tener en cuenta la correspondencia entre celdas y la construcción del paquete.

El límite práctico de corriente del paquete es el menor de los límites aplicables a las celdas, el BMS, las barras colectoras, los cables, los conectores, el fusible y el diseño térmico. Un BMS con una corriente nominal de 200 A no hace que un paquete sea seguro a 200 A si las celdas o el cableado están limitados a 120 A. Compruebe la capacidad de conducción de corriente de los cables y las especificaciones de los conectores para las condiciones de instalación, incluida la temperatura del compartimento y la ventilación.

Como comparación sencilla, considere un paquete LiFePO4 de 48 V nominales que alimenta una carga de inversor de 3.000 W. Con una eficiencia del inversor del 90 %, la corriente estimada del paquete es de unos 69 A a 48 V, pero de unos 87 A a 38,4 V. Si la demanda de arranque alcanza los 5.000 W, la estimación correspondiente es de unos 145 A a 38,4 V. Son estimaciones de planificación; verifique la duración real del pico y el comportamiento del inversor antes de seleccionar el BMS.

Los límites térmicos determinan cuánta corriente puede mantener un BMS en la instalación real. Los MOSFET, las barras colectoras, los terminales y la temperatura del compartimento pueden exigir una reducción de potencia o provocar una desconexión de protección. Solicite las condiciones de corriente continua, la duración de la corriente máxima, los límites de temperatura ambiente y la ubicación de los sensores de temperatura. Una cifra de corriente destacada sin estas condiciones no basta para tomar una decisión de diseño.

Los ajustes de protección son tan importantes como la corriente nominal. Confirme los umbrales y retardos de sobrecorriente, la protección contra cortocircuitos, los límites de temperatura y el comportamiento de recuperación. El BMS debe coordinarse con el fusible del paquete y el controlador de carga para que una corriente de irrupción normal no provoque desconexiones repetidas, y para que un fallo desconecte la batería rápidamente.

Para la carga, compare la salida máxima del cargador con el límite de corriente de carga del BMS y la tasa de carga permitida de las celdas. La capacidad de aceptación de carga de LiFePO4 varía según la temperatura y el SOC; según las especificaciones de la celda, puede ser necesario restringir o desactivar la carga a baja temperatura. No dimensione la ruta de descarga suponiendo que la misma corriente nominal también se aplica a la carga.

En sistemas solares, marinos, de tracción, de telecomunicaciones y UPS, tenga en cuenta las condiciones extremas de funcionamiento y las necesidades de servicio al seleccionar el equipo. Confirme que el BMS admite el rango de tensión, el protocolo de comunicación y las alarmas necesarios, cuando corresponda. Los informes de SOC y SOH pueden ayudar a los operadores a interpretar la capacidad disponible y el estado de la batería, pero no sustituyen la protección eléctrica.

Una comprobación concisa para la selección es la siguiente: la corriente continua de la carga debe mantenerse dentro del límite continuo de cada componente; la corriente máxima de la carga debe ajustarse a la corriente de pico del BMS durante el tiempo requerido; y el fusible, el cableado, las celdas y el diseño térmico deben soportar las condiciones de fallo y funcionamiento resultantes. Valide el paquete terminado con respecto a los requisitos pertinentes, incluidos UN38.3 para el transporte y las certificaciones IEC 62619 o UL 1973 que correspondan al producto y al mercado.

Newbeebattery puede ayudar a los compradores como socio OEM/ODM de paquetes personalizados, ajustando los límites del BMS a la selección de celdas, los perfiles de carga de la aplicación y los requisitos de integración del paquete. Comparta las cargas continuas y máximas, el rango de tensión, las condiciones de carga y el entorno de instalación para obtener una corriente nominal basada en el sistema completo.

La corriente nominal adecuada del BMS no es simplemente la cifra más alta disponible. Dimensiónela a partir de la demanda de carga medida o documentada y, a continuación, verifique que las celdas, los dispositivos de protección, las conexiones y las condiciones térmicas puedan soportar esa demanda con un margen adecuado. Este proceso reduce las desconexiones molestas sin debilitar la protección del paquete.