Beveiliging en Diagnostiek bij Lithium battery packs

Waarom zit er eigenlijk elektronica in een Lithium batterij? Wat doet het en welke eisen worden eraan gesteld? Waarom zou ik met mijn battery pack willen communiceren?

Allemaal vragen die opkomen wanneer je met Lithium batterijen te maken krijgt. De logische antwoorden volgen, maar ook een tipje van de sluier over de veelheid van mogelijkheden die zich ontvouwen.

Mits goed beveiligd, kan een lithium batterij oververhitten en ontbranden. Dat levert een metaalbrand die fel en moeilijk te stoppen is.
In het battery pack wordt dan ook elektronica voorzien die de benodigde beveiligingen regelt: het Battery Management System (BMS).

Omdat het dus voor veiligheid is, het ten allen tijde goed moet functioneren. Daarvoor zijn een aantal keuringsstandaarden, zoals de machine- en productveiligheid, maar voor battery packs zijn er een 2-tal extra van belang: de UN38.3 en IEC 62133-2:2017. Let op; omdat deze standaarden echter alleen basiseisen stellen, bestaan er BMS’sen die eraan voldoen, maar niet echt veilig zijn. Dat zijn meestal de goedkope modellen.

Wanneer de BMS elektronica ook nog over een microprocessor beschikt, kunnen we extra nuttige functie toevoegen, zoals een bepaling hoe vol het pack nog is (State of Charge) beveiligingen tegen gebruik buiten toegestane temperatuurgrenzen, detectie van conditie die garantie verbreken.

Vooral voor dit soort extra functies is het nuttig communicatie met het BMS te voorzien. Dan kan bijvoorbeeld op een display worden weergegeven wat het te verwachten resterende gebruik nog is, of hoever de batterij inmiddels versleten is.

Toepassingen

Bekende toepassingen zijn te vinden in de elektrische voertuigen, zoals e-bikes, e-scooters en motoren. Maar ook in industriële apparaten die draagbaar moeten zijn.

Een tip voor fabrikanten van zulke apparatuur: zorg ervoor dat diagnostiek en de garantieafhandeling goed geregeld kan worden met het pack dat gebruikt wordt. Slechte keuzes zullen duur uitpakken. Er is een reden dat autos nu allemaal een ODB-II connector hebben. Het bespaart veel geld.

Tip

Wil u een BMS in uw pack vor professionele toepassing (laten) inbouwen? Gebruik een BMS dat aan de eisen van uw benodigde standaarden voldoet, en waarvan u kunt garanderen dat een volgende bestelling gelijk is aan de eerste. Anders is uw (dure) keuring niet meer geldig.

Meer weten

Tijdens het Energy Storage Event (12 feb 2019) zal Sander Kool van Engineering Spirit in een voordracht, inzomen op BMS functies en vereisten voor de diverse standaarden.