Batarya Yönetim Sistemi (BMS) Nedir?
BMS açılımı ile yazımıza başlayalım. Batarya yönetim sistemi olarak dilimize çevrilen BMS’nin açılımı şu şekildedir; Battery Management System (bateri maningment sistim okunur). Bataryanın bir nevi güvenlik sistemidir. Batarya koşullarını güvenli limitlerde tutmaya yarayan bir sistemdir. Batarya yönetim sistemi nedir, akü yönetim sistemi nedir, BMS nedir gibi soruların genel yanıtı ile devam edelim. Batarya yönetim sistemi yani bilinen diğer adıyla BMS, bir ya da daha fazla hücreden oluşan batarya paketlerinin şarj ve deşarj sırasında denetimini ve yönetimini yapan sistemlere verilen isimdir. Batarya paketlerinde akım, gerilim, sıcaklık ve benzeri gibi değerlerin ölçümlerini yapar. Eğer bunlardan biri optimum değerlerin üzerindeyse sisteme müdahale eder. Batarya paketleri, seri ya da paralel bağlı hücrelerden meydana gelir. Seri bağlantılar gerilimi kontrol ederken, paralel bağlantılar akımı ve kapasiteyi belirler. Tüm bu seri ve paralel bağlantıların kontrol mekanizması için batarya yönetim sistemleri yani BMS sistemleri devreye girer. Bu sistemler şark edilebilir bataryaların kontrolünü sağlar. Elektronik sistemlerdir. Batarya sistemleri için bir “koruyucu” niteliğindedir. Olası bir sorunda sistem doğrudan müdahale eder. Bu sayede çalışma koşulları, doğru değer aralıklarında kalır ve güvenli ortam sağlanmış olur.
BMS yönetim sistemi nasıl çalışır?
Bataryalar ve dolaylı olarak piller, gelişen teknolojilerle birlikte hayatımızda daha fazla yer kaplamaya başladı. Yeni nesil teknolojiler, beraberinde yeni nesil pilleri de hayatımıza kattı. Bataryalar ve piller günümüzde sıkça kullanılan materyallerdir. Her ne kadar aynı görevi yapıyor olsalar da aslında birbirlerinden farklı şekillerde kullanılırlar. Kimyasal enerjiyi, elektrik enerjisine dönüştürüp bünyesinde depolayan cihazlara pil adı verilirken, kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine ve elektrik enerjisini kimyasal enerjiye dönüştüren cihazlara ise batarya denir. Bataryalar elektrokimyasal enerjiyi depolar. Batarya yönetim sistemleri gereken durumlarda enerjiyi, en dolu hücreden alır ve kullanılması gereken hücreye transferini gerçekleştirir. Bu sayede sistem üzerinden sürekli bir denetim sağlanmış olur. Sistemde olası bir arıza oluştuğunda, arızaya müdahale eder. Bataryaların yüksek akım çekmesi, şarj sırasında yüksek gerilim oluşması, deşarj süresince düşük gerilimlerin oluşması, yüksek sıcaklık, düşük sıcaklık ya da kaçak akım gibi durumlar söz konusu olduğunda BMS sistemi direkt olarak duruma müdahale eder.
BMS kullanım alanları nelerdir?
Batarya yönetim sistemleri günümüzde pek çok alanda kullanılır. Bu sistemler, şarj edilebilir bataryaların kontrol ve denetimini sağlayan kontrol mekanizmalarıdır. Aynı zamanda batarya koruyucu olarak da bilinirler. Bataryalar günümüzde mobil uygulamaların ana enerji kaynağı olarak kullanılır; elektrikli araçlar, yenilenebilir enerji sistemleri, telekomünikasyon, enerji depolama üniteleri ve benzeri gibi alanlarda BMS sisteminin kullanımı söz konusu olabilir. Batarya yönetim sistemi görevlerini şu şekilde sıralamak mümkündür; verileri izleme, hesaplama, koruma, optimizasyon.
1 - Verileri izleme
Bu noktada paketlerin o anki durumları gözlemlenir. Voltaj durumu, sıcaklık, şarj durumu, deşarj yoğunluğu, sağlamlık durumu ve akım gibi kontroller sağlanır.
2 - Hesaplama
Bu bölümde maksimum şarj akımı, maksimum deşarj akımı, hücrelerde ya da batarya paketinde görülen voltaj, son şarjdan sonra harcanan enerji miktarı, ilk kullanımdan itibaren harcanan enerji miktarı, toplam çalışma süresi, şarj-deşarj döngü sayısı gibi hesaplamalar yapılır.
3 - Koruma
Olası bir durumda, optimal değerler aşıldığında duruma müdahale etmek için alınan önlemleri kapsar. Sisteme yapılan müdahale ile sistemin korunmasını sağlar. Bataryalardan yüksek akım çekmesi, yüksek gerilimlerin oluşması, yüksek sıcaklık, düşük sıcaklık, yüksek basınç, kaçak akım ve benzeri gibi durumlarda sisteme müdahale eder ve koruma sağlar.
4 - Optimizasyon
Batarya yönetim sistemi, bataryaların kapasitesini en üst düzeye çıkarmayı ve dengelemeyi sağlar. Herhangi bir hücrede aşırı gerilim ya da düşük gerilim varsa müdahale eder. Gerektiği durumlarda en dolu hücreden enerjiyi alır ve ihtiyaç duyulan az yüklü hücreye transfer eder. Bu sayede bir denge sağlar.