Toda
batería que se precie debe llevar una tarjeta de protección electrónica (BMS) que
al menos la proteja de sobrecargas y de sobredescargas.
Debe
garantizar que si la batería llega a un nivel de tensión suficientemente bajo,
no pueda seguir suministrando electricidad al motor aunque el usuario lo desee,
pues de no hacerlo, podrá someterla a un deterioro irreversible e incluso, en
el peor de los casos, provocar un incendio, por ejemplo si una celda se vacía
antes que las otras y se cortocircuita.
También
debe proteger contra sobrecargas, es decir, contra un cargador que siguiese
suministrando corriente cuando la batería alcance los 4,2V por celda, lo cual
sólo sucede si el cargador no es bueno o si siéndolo, se ha averiado.
Otra
protección es contra una intensidad tan alta que pudiese dañar a la batería o
incluso provocar un incendio por la emisión violenta de gases inflamables de su
interior.
Otra
tarea de estas tarjetas es el “balanceo de mantenimiento” de la batería, es
decir, mantener todas las celdas con el mismo nivel de carga, pues de lo
contrario terminará deteriorándose y además no podremos extraer de ella todo su
potencial en cada uso.
Para
que el BMS pueda balancear adecuadamente monitoriza todos los grupos de celdas
en paralelo y cuando detecta que uno de ellos está por debajo que el resto lo
inyecta corriente de balanceo y al contrario, cuando un grupo se carga deriva
desde él hacia los otros el exceso de carga si trabaja regenerativamente o
simplemente la elimina en forma de calor si trabaja disipativamente. Todo ello
con la limitación de sus bajas corriente de balanceo (del orden de 50mA
habitualmente), por lo que es imprescindible que las celdas sean de calidad y
estén balanceadas al fabricar la batería o repararla.
Esta
función de balanceo los BMS habituales la realizan al finalizar la carga, en la
fase de saturación, por lo que tener un buen cargador es muy importante para
que esa fase se realice adecuadamente.
El BMS
se elige de acuerdo a esos parámetros para cada batería en particular y desde
luego para cada tecnología, pues no es lo mismo un BMS para baterías Li Ion con
cátodo de óxido de manganeso y litio que para baterías de fosfato de hierro y
litio.
Se
debe ubicar en un lugar que permita que sus transistores de potencia MOSFET se
refrigeren convenientemente y que el calor que liberan afecte lo menos posible
a las celdas.
Aprovechando
que estoy fabricando una batería de 24V y 11,6Ah y teniendo en cuenta que
siempre las hago unos test a mitad de construcción, reproduzco unas imágenes de
uno de los test, en los que he probado que el BMS cortaba ante una
sobredescarga.
En el cargador de la derecha se puede ver la gráfica con los valores de la descarga
El test consiste en programar el cargador para que descargue la batería hasta un valor por debajo de lo recomendable (o hasta el límite, 2,5V por celda) y monitorizar la descarga comprobando que no puede hacerlo porque el BMS no se lo permite, cortando en este caso a los 19.6V que se corresponde con 2,8V por celda, que es el valor característico del BMS que he utilizado.
A
la vez he aprovechado para testear con un amperímetro las corrientes de
balanceo y la capacidad de la batería, siendo el resultado positivo como era
previsible al tratarse de celdas de la máxima calidad.
Saludos.
La energía más limpia es la que no se consume.
