BMS (バッテリー・マネジメントシステム)

BATTERY MANAGEMENT SYSTEM

BMS
(バッテリー・マネジメントシステム)

BATTERY MANAGEMENT SYSTEM

 BMS(バッテリー・マネジメント・システム) とは

  • 高能率でエネルギー密度の高いリチウムイオン電池などを使用する際、発火や感電といった危険性がある為、安全かつ有効に使うために BMS(バッテリー・マネジメントシステム) による技術が必要です。
  • 直列に接続したバッテリーモジュールバッテリーパック(組電池)のセル(単電池)ごとの電圧差を解消しバランスを整えます。
  • バッテリーモジュールのセル電圧、電流、温度を測定して、規定の範囲を超えた場合、出力端子を切り離し、過充電、過放電から保護します。
  • 気候や気温、充放電環境下によって異なる電池残量を測定することで電力供給を制御します。
ゴイク電池のバッテリー・マネジメントシステム

セルとは?

セルは単電池とも呼ばれる個々の電池のことです。バッテリーモジュールに複数つなぐことでサイズを大きくし、電力供給量を増やすことができます。主に時計やランプなど消費エネルギーが比較的小さいものに使われます。

バッテリーモジュールとは?

バッテリーモジュールはセルと呼ばれる個々の電池を複数つなぐことで構成されています。使用用途に合わせ電池の構成や様々なサイズがあります。主に小型電子機器の電源や自動車、航空機などの輸送車両などに使われます。

特徴

【電圧測定方式】

ゴイク電池の BMS(バッテリー・マネジメントシステム) は独自のフローティング・キャパシタ方式を導入し、電圧測定によるバッテリーの片寄った消費が無いように構成します。(抵抗分割方式も可能)

フローティング・キャパシタ方式

各セルの電圧を、一度、コンデンサーに蓄えて、マイコンに入力することにより、各セルの電圧を測定します。

抵抗分割方式

各セルの電圧を、抵抗により分圧しマイコンへ入力することにより各セルの電圧を測定します。


【バランサー 方式】

バッテリーモジュールのセル間電圧をそろえるための方式は、アクティブ バランス方式パッシブバランス方式を採用しています。

アクティブ バランス方式

バッテリーモジュールの全体電圧から、最も電圧の低いセルへ充電することにより、同じ電圧になるように揃えます。

パッシブ バランス方式

バッテリーモジュール内の個々のセル電圧から、突起した電圧の高いセルのみを放電することにより、同じ電圧になるように揃えます。

ゴイク電池のBMS(バッテリー・マネジメントシステム)は、バッテリーモジュールを最大に活用し、「安心 」「安全 」な使用環境を実現します。

ゴイク電池のバッテリー・マネジメントシステムBMS

導入メリット

  1. バッテリーモジュール の使用できる電圧範囲を、安全にかつ最大に活用することができます。
  2. バッテリーモジュールの電圧、電流、温度を適正な範囲で使用できるようマネジメントします。
  3. 限度を超えた充電・放電からバッテリーモジュールを守ることができます。
  4. お客様のご要望に応じた仕様でカスタマイズしたBMS (バッテリー ・マネジメントシステム )をご用意いたします。
  5. 事故、災害時などの環境下でも安全に使用することができます。

BMS(バッテリー・マネジメントシステム)使用例

太陽光発電


風力発電風力発電イラスト

 

家庭用バッテリー


電気自動車

電気自動車

 g-BMSのご紹介

従来のBMSと比べ4つの改善を行いました

  1. セル電圧測定速度の向上・・・1秒/1セル → 0.7m秒/1セル 1,400倍以上
  2. ユニット一つにつき対応できるセル数の増加・・・6セル→18セル  3倍
  3. 基板の小型化 100mm×70mm
  4. 各種パラメータをユーザーが設定できるようになりました

g-BMSのモニターポートからPCのUSBに接続し、PCアプリより各種パラーメータを設定することができます。

・電池種別
・汎用ポート設定(9ポート)
・異常とする電圧
・その他

主な機能

  • 対象バッテリー:リチウムイオン・バッテリー (公称電圧3.2V~3.8V)
  • 1基板当たりの最大セル数:18セル(最小3セル)
  • 複数基板をデイジーチェイン(数珠つなぎ)可能:最大32基板
  • パッシブバランシング搭載(アクティブバランシングはオプションにて提供)
  • 待機時はスリープモード:消費電流6uA
  • サーミスタ型温度センサー接続可能:最大7個
  • 電流センサー接続可能

電気的仕様

項 目 説 明 備考
接続可能セル電圧 公称電圧:3.2V~3.8V
電圧分解能 2mV以下
消費電流 メイン基板動作時:200mA(最大)

サブ基板動作時:1mA(最大)

メイン・サブ基板スリープモード時:6uA(最大)

セルバランシング電流 1ch当たり 180mA
セルバランシング開始電圧 他セルとの電圧差が+100mV以上になった時
セルバランシング停止電圧 他セルとの電圧差が+50mV以下になった時
過放電保護電圧 検出電圧:3.0V,復帰電圧:3.15V 異常があれば通信データにて

外部システムに通知

各値はPCにて設定可能

過充電保護電圧 検出電圧:4.18V,復帰電圧:4.13V
バッテリー温度検出 40℃以上と0℃以下を検出,40℃未満と5℃で復帰
セル異常 2.5V以下のセルは異常として検出
外部システムとの通信 物理層:RS-485(オプション:CAN),プロトコル:未定 ソケットはRJ-45

ソフトウェア仕様

    • セル電圧測定機能
    • 充放電電流測定機能
    • パラメータ設定機能:g-BMSのモニターポートからPCのUSBに接続し、PCアプリより各種パラーメータを設定することができます。
    • ・電池種別
      ・汎用ポート設定(9ポート)
      ・異常とする電圧
      ・その他

    • 異常検出機能:g-BMSの通信ポートから他のRS-485機器に接続することができます。
      ・過放電・過充電 異常通知
      ・バッテリー温度
      ・セル異常

導入メリット

  1. バッテリーモジュール の使用できる電圧範囲を、安全にかつ最大に活用することができます。
  2. バッテリーモジュールの電圧、電流、温度を適正な範囲で使用できるようマネジメントします。
  3. 限度を超えた充電・放電からバッテリーモジュールを守ることができます。
  4. 事故、災害時などの環境下でも安全に使用することができます。
  5. お客様のご要望に応じた仕様でカスタマイズしたBMS (バッテリー ・マネジメントシステム )をご用意いたします。
  6. 従来のBMSでは難しかった個人によるパラメータ設定が可能です。

g-BMS(バッテリー・マネジメントシステム)使用例

電気自動車

電気自動車

太陽光発電


風力発電風力発電イラスト

 

家庭用バッテリー


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