A causa delle caratteristiche dibatteria al litioÈ necessario aggiungere un sistema di gestione della batteria (BMS). L'utilizzo di batterie sprovviste di un sistema di gestione è vietato, in quanto comporta enormi rischi per la sicurezza. La sicurezza è sempre una priorità per i sistemi a batteria. Le batterie, se non adeguatamente protette o gestite, possono presentare il rischio di una durata inferiore, danni o esplosioni.

BMS (Battery Management System): viene utilizzato principalmente nelle batterie di alimentazione, come quelle dei veicoli elettrici, delle biciclette elettriche, dei sistemi di accumulo di energia e di altri sistemi di grandi dimensioni.

Le funzioni principali del sistema di gestione della batteria (BMS) includono la misurazione della tensione, della temperatura e della corrente della batteria, il bilancio energetico, il calcolo e la visualizzazione dello stato di carica (SOC), l'allarme di anomalie, la gestione della carica e della scarica, la comunicazione, ecc., oltre alle funzioni di protezione di base del sistema di protezione. Alcuni BMS integrano anche la gestione termica, il riscaldamento della batteria, l'analisi dello stato di salute della batteria (SOH), la misurazione della resistenza di isolamento e altro ancora.

Introduzione e analisi delle funzioni del BMS:
1. Protezione della batteria, simile al PCM, protezione da sovraccarico, scarica eccessiva, sovratemperatura, sovracorrente e cortocircuito. Come le normali batterie al litio-manganese e a tre elementibatterie agli ioni di litioIl sistema interrompe automaticamente il circuito di carica o scarica non appena rileva che la tensione della batteria supera i 4,2 V o scende al di sotto dei 3,0 V. Se la temperatura della batteria supera la temperatura di esercizio o la corrente supera la corrente di scarica del gruppo batterie, il sistema interrompe automaticamente il flusso di corrente per garantire la sicurezza della batteria e del sistema.

2. Bilancio energetico, l'interopacco batterieA causa di numerose batterie collegate in serie, dopo un certo periodo di funzionamento, le variazioni di carica e scarica dovute a fattori quali l'incoerenza delle singole celle, le fluttuazioni della temperatura di esercizio e altri elementi, possono causare notevoli differenze di prestazioni, con un impatto significativo sulla durata della batteria e sull'utilizzo del sistema. Il bilanciamento energetico, ovvero la gestione attiva o passiva della carica e scarica delle singole celle, compensa queste differenze, garantendo la stabilità della batteria e prolungandone la durata. Nel settore si distinguono due tipi di bilanciamento: passivo e attivo. Il bilanciamento passivo si basa principalmente sul consumo di energia tramite resistenze, mentre il bilanciamento attivo trasferisce energia dalle celle con minore capacità a quelle con capacità inferiore tramite condensatori, induttori o trasformatori. Nella tabella seguente viene effettuato un confronto tra i sistemi di bilanciamento passivo e attivo. Tuttavia, poiché i sistemi di bilanciamento attivo sono relativamente complessi e costosi, il bilanciamento passivo rimane la soluzione più diffusa.

3. Calcolo SOC,alimentazione a batteriaIl calcolo dello stato di carica (SOC) è una parte molto importante del BMS (Battery Management System), poiché molti sistemi necessitano di conoscere con maggiore precisione la situazione della carica residua. Grazie allo sviluppo tecnologico, si sono accumulati molti metodi per il calcolo dello stato di carica (SOC). I requisiti di precisione non sono elevati e si può basare la stima della carica residua sulla tensione della batteria. Il metodo più preciso è il metodo di integrazione della corrente (noto anche come metodo Ah), Q = ∫i dt, così come il metodo della resistenza interna, il metodo delle reti neurali e il metodo del filtro di Kalman. Il punteggio di corrente rimane il metodo dominante nel settore.

4. Comunicazione. Sistemi diversi hanno requisiti diversi per le interfacce di comunicazione. Le interfacce di comunicazione più diffuse includono SPI, I2C, CAN, RS485 e così via. I sistemi automobilistici e di accumulo di energia utilizzano principalmente CAN e RS485.