Il Battery Management System (BMS) è un sistema intelligente responsabile della gestione e della manutenzione delle singole celle della batteria, spesso descritto come il "brain" di un sistema di accumulo di energia. In genere raccoglie e registra dati relativi alle proprietà termiche, elettriche e dei fluidi delle celle della batteria, le controlla e le gestisce e misura la tensione della batteria per evitare sovrascarica, sovraccarico e surriscaldamento, prolungandone così la durata. Mentre il BMS perbatterie a flussocondivide alcune funzioni fondamentali con quelle delle batterie al litio, il BMS della batteria a flusso ha caratteristiche uniche dovute ai principi operativi distinti e alla struttura delle batterie a flusso. Ecco un confronto delle differenze tra questi due sistemi di accumulo di energia:
| Componente | Batteria a flusso | Batteria al litio |
|---|---|---|
| Sistema di batterie | Composto da una pila di potenza, serbatoi di stoccaggio dell'elettrolita e il sistema di controllo per la fornitura e la gestione dell'energia tra le celle di stoccaggio. Il sistema di batterie di una batteria a flusso è il fulcro del suo funzionamento, con caratteristiche quali durata, adattabilità alla domanda di energia (alta potenza o alta energia) e capacità di gestire l'accumulo di lunga durata. | Composto da celle di batterie al litio collegate in serie e in parallelo, con dispositivi di monitoraggio e bilanciamento aggiuntivi per soddisfare i requisiti di elevata densità energetica. Il sistema ha anche alti tassi di risposta, sensibilità alla temperatura e protezione contro sovraccarico e scarica eccessiva. |
| Sistema di gestione della batteria (BMS) | Entrambi utilizzano un BMS, ma il BMS della batteria a flusso potrebbe dover monitorare più parametri, come concentrazione dell'elettrolita, pressione e portata. Il BMS della batteria al litio monitora tensione, temperatura e stato di carica (SOC). | Entrambi utilizzano un BMS, ma il BMS della batteria al litio monitora la tensione, la temperatura e lo stato di carica (SOC). |
| Sistema di conversione di potenza (PCS) | Entrambi utilizzano un PCS per convertire la corrente continua in corrente alternata per alimentare carichi esterni; tuttavia, il PCS di una batteria a flusso è strettamente collegato al sistema della batteria, mentre il PCS di una batteria al litio può essere indipendente. | Entrambi utilizzano un PCS per convertire la corrente continua in corrente alternata, per alimentare carichi esterni. La connessione PCS per le batterie al litio è generalmente più semplice. |
| Sistema di gestione dell'energia (EMS) | Entrambi possono utilizzare un EMS per ottimizzare le strategie di carica e scarica, migliorando l'efficienza e l'affidabilità complessive del sistema. | Entrambi possono utilizzare un EMS per ottimizzare le strategie di carica e scarica, migliorando l'efficienza e l'affidabilità complessive del sistema. |
| Sistema di gestione termica | Le batterie a flusso possono avere un vantaggio nella gestione termica grazie alla circolazione dell'elettrolita, che può aiutare a distribuire il calore. Un controllo della temperatura adeguato è necessario per garantire prestazioni ottimali. | Richiede un sistema di gestione termica per mantenere la batteria entro un intervallo di temperatura di esercizio stabile, per evitare sbalzi termici e garantire sicurezza ed efficienza. |
| Sistema di stoccaggio degli elettroliti | Le batterie a flusso hanno serbatoi di stoccaggio dell'elettrolita separati per gli elettroliti positivi e negativi. Utilizzando pompe per trasferire l'elettrolita alla pila di potenza, la batteria a flusso può mantenere una potenza di uscita stabile anche con uno stoccaggio di lunga durata. | Nessuno |
| Sistema di sicurezza | Entrambe includono misure di sicurezza, come prevenzione incendi, monitoraggio e funzioni di arresto di emergenza, per garantire un funzionamento sicuro. La progettazione di sicurezza per le batterie a flusso potrebbe essere più semplice. | Entrambi includono misure di sicurezza, come prevenzione incendi, monitoraggio e funzioni di arresto di emergenza, per garantire un funzionamento sicuro. |
| Scalabilità e flessibilità | Altre caratteristiche possono essere regolate in base alle esigenze, con flessibilità in termini di capacità, dimensioni di installazione e configurazione modulare. Le batterie a flusso possono essere facilmente scalate, il che è vantaggioso per l'archiviazione di grande capacità. | La capacità energetica è relativamente fissa e per espanderla sono necessari moduli aggiuntivi. |
| Adattabilità ambientale | Adatto per scariche di lunga durata e un'ampia gamma di temperature di esercizio, ma sensibile alle condizioni esterne che possono influire sul funzionamento del sistema. | Richiede misure di protezione più severe in condizioni estreme per mantenere la temperatura, poiché è sensibile ai fattori ambientali. |
Dal confronto è evidente che la batteria al litio ebatteria a flussoi sistemi di accumulo di energia hanno ciascuno le proprie caratteristiche uniche, che li rendono adatti a diverse applicazioni e requisiti. I sistemi di accumulo di batterie al litio, con la loro elevata densità di energia e le dimensioni relativamente compatte, sono ideali per applicazioni che richiedono elevata densità di energia. D'altro canto, i sistemi di accumulo di batterie a flusso, con capacità di accumulo scalabile e sicurezza intrinseca, sono più adatti per scenari di accumulo di energia su larga scala e di lunga durata.
