蓄電池のことを調べていると、必ずと言っていいほど
BMS(バッテリーマネージメントシステム)、バッテリーをどう制御するか、その機能の話に行き着きます。
バッテリーを語るうえで外すことが出来ない、今回は、このBMSを紐解きたいと思います。

そもそもなぜこの言葉あるのかと考えて見たときに、
バッテリー自体が制御が必要なものであるということが前提となってきます。
電気というと身近なものですが、
それを貯めるというのは、意外と複雑な制御が必要なのです。

BMSの機能

主な機能は以下の3つです。

1)保護・安全のための制御
2)性能確保のための制御
3)寿命確保のための制御

それぞれがどんな制御になるのか簡単に説明をし見たいと思います。

 

1)保護・安全のための制御

一般的に蓄電池は、過放電・過充電に弱いものです。
過放電とは、電池に貯まっている電気を放電し過ぎた状態を指し、
過充電は、電気を容量以上に充電し過ぎる状態を指します。

過放電にならないように、ある一定以上の電気が使われないようにする制御などが
これにあたります。
以前鉛蓄電池のサルフェーションとは何かを解説しましたが、
まさに鉛蓄電池では、サルフェーションが起きないように制御が必要になるのです。

(シリーズ蓄電池を考える)サルフェーションって何?

また、リチウムイオン電池などの高密度のエネルギーを貯めている電池に関しては、
より安全のための制御が必要となります。
高密度化するということは、小型化可能になるのですが、
小型化すためには、より安全のための制御が複雑化してくるのです。

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2)性能確保のための制御

電池の性能確保のための制御としては、セルフバランス機能があります。
電池を直列につないだ時、それぞれの電池の放電量にバラツキが生じた場合、
長時間経過すると、徐々に各電池の電圧にバラツキが生じる。
電圧が低下した電池が発生し、もうこれ以上放電出来ない水準までその電池が達すると、放電を停止させる。
対象の電池以外は、まだ下限に達していないので、十分に電池を使うことが出来ない現象が発生する。
この状態で充電をすると、下限値まで達した電池は、上限値まで十分に充電が出来ない。
実質的に容量が減ってしまう。
このような状態にならないように、電池間の電圧を等しく保つように制御するのが
セルフバランス制御です。

3)寿命確保のための制御

蓄電池は、一般的には温度によってその性能がかなり制限されます。
もちろん電池の種類によって、その制限はまちまちなのですが、
充放電によっても発熱して高温になることによって、電池そのものの
寿命が極端に短くなったり、破損してしまうことがあります。

ちょっと昔の携帯電話の電池パックが発熱して熱くなっていたり、
膨らんでしまった経験はないでしょうか。

そうならいように、電池自体を冷却するための制御が必要になったります。

 

 

ここでは、代表的な制御を3つ挙げてみました。
もっといろいろと制御の種類はあるのですが、
ここで挙げたものだけでも、電池って意外と手がかかるというのが
お解りいただけたかなと思います。

 

出来れば制御は、簡単なほうがいいと思います。
なぜなら、そこが複雑になればなるほど、コストに跳ね返ってくるからです。
先にも書きましたが、リチウムイオン電池のような高密度の電池の制御を省くことは、
安全性を損なうことにもなりかねません。
なので、リチウムイオン電池のような特性の電池は、小型化して持ち運ぶために向いているのだと思います。
現在家庭用のリチウムイオン電池も販売はされていますが、やはり価格が高いですね。

家庭用のようなその場で置いて使う電池(持ち運ぶ必要がない)に関しては、
高密度化(小型化)可能な電池よりも、高密度化出来なくても、
制御がそれほど必要とされない電池のほうが向いているのではないでしょうか。
なぜならその分コストが下がりますし、制御が必要ないということは
その物自体が安全であるとも言えるのではないかと思っています。

 

「タメル」を第一に考えれば、シンプルが一番ですね。

 

 

 

(記:岡田健吾)

http://res.cloudinary.com/hv7dr7rdf/image/upload/h_683,w_1024/v1488556560/121d3c318e49862e82dcdf3bf16e4529_m_zvkhvv.jpghttp://res.cloudinary.com/hv7dr7rdf/image/upload/c_crop,h_1280,w_1280,x_320,y_0/h_150,w_150/v1488556560/121d3c318e49862e82dcdf3bf16e4529_m_zvkhvv.jpgeneleaks貯める蓄電池のことを調べていると、必ずと言っていいほど BMS(バッテリーマネージメントシステム)、バッテリーをどう制御するか、その機能の話に行き着きます。 バッテリーを語るうえで外すことが出来ない、今回は、このBMSを紐解きたいと思います。 そもそもなぜこの言葉あるのかと考えて見たときに、 バッテリー自体が制御が必要なものであるということが前提となってきます。 電気というと身近なものですが、 それを貯めるというのは、意外と複雑な制御が必要なのです。 BMSの機能 主な機能は以下の3つです。 1)保護・安全のための制御 2)性能確保のための制御 3)寿命確保のための制御 それぞれがどんな制御になるのか簡単に説明をし見たいと思います。   1)保護・安全のための制御 一般的に蓄電池は、過放電・過充電に弱いものです。 過放電とは、電池に貯まっている電気を放電し過ぎた状態を指し、 過充電は、電気を容量以上に充電し過ぎる状態を指します。 過放電にならないように、ある一定以上の電気が使われないようにする制御などが これにあたります。 以前鉛蓄電池のサルフェーションとは何かを解説しましたが、 まさに鉛蓄電池では、サルフェーションが起きないように制御が必要になるのです。 http://eneleaks.com/?p=13952 また、リチウムイオン電池などの高密度のエネルギーを貯めている電池に関しては、 より安全のための制御が必要となります。 高密度化するということは、小型化可能になるのですが、 小型化すためには、より安全のための制御が複雑化してくるのです。 http://eneleaks.com/?p=10692 2)性能確保のための制御 電池の性能確保のための制御としては、セルフバランス機能があります。 電池を直列につないだ時、それぞれの電池の放電量にバラツキが生じた場合、 長時間経過すると、徐々に各電池の電圧にバラツキが生じる。 電圧が低下した電池が発生し、もうこれ以上放電出来ない水準までその電池が達すると、放電を停止させる。 対象の電池以外は、まだ下限に達していないので、十分に電池を使うことが出来ない現象が発生する。 この状態で充電をすると、下限値まで達した電池は、上限値まで十分に充電が出来ない。 実質的に容量が減ってしまう。 このような状態にならないように、電池間の電圧を等しく保つように制御するのが セルフバランス制御です。 3)寿命確保のための制御 蓄電池は、一般的には温度によってその性能がかなり制限されます。 もちろん電池の種類によって、その制限はまちまちなのですが、 充放電によっても発熱して高温になることによって、電池そのものの 寿命が極端に短くなったり、破損してしまうことがあります。 ちょっと昔の携帯電話の電池パックが発熱して熱くなっていたり、 膨らんでしまった経験はないでしょうか。 そうならいように、電池自体を冷却するための制御が必要になったります。     ここでは、代表的な制御を3つ挙げてみました。 もっといろいろと制御の種類はあるのですが、 ここで挙げたものだけでも、電池って意外と手がかかるというのが お解りいただけたかなと思います。   出来れば制御は、簡単なほうがいいと思います。 なぜなら、そこが複雑になればなるほど、コストに跳ね返ってくるからです。 先にも書きましたが、リチウムイオン電池のような高密度の電池の制御を省くことは、 安全性を損なうことにもなりかねません。 なので、リチウムイオン電池のような特性の電池は、小型化して持ち運ぶために向いているのだと思います。 現在家庭用のリチウムイオン電池も販売はされていますが、やはり価格が高いですね。 家庭用のようなその場で置いて使う電池(持ち運ぶ必要がない)に関しては、 高密度化(小型化)可能な電池よりも、高密度化出来なくても、 制御がそれほど必要とされない電池のほうが向いているのではないでしょうか。 なぜならその分コストが下がりますし、制御が必要ないということは その物自体が安全であるとも言えるのではないかと思っています。   「タメル」を第一に考えれば、シンプルが一番ですね。       (記:岡田健吾)-再生可能エネルギーの総合情報サイト-

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