แม้ว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจะมี ความหนาแน่นของพลังงานสูงสุดซึ่งอาจเสี่ยงต่อสภาวะที่อาจทำให้ก้อนแบตเตอรี่เสียหายได้ นั่นเป็นเหตุผลที่เราจำเป็นต้องมีระบบจัดการแบตเตอรี่เพื่อช่วยป้องกันสภาพความเสียหายดังกล่าว
คำนิยาม
ก ระบบการจัดการแบตเตอรี่ (BMS) เป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ตรวจสอบและควบคุมการชาร์จและการคายประจุแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้
ช่วยให้มั่นใจได้ว่าแบตเตอรี่จะทำงานภายในขีดจำกัดความปลอดภัย ซึ่งมีความสำคัญต่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของแบตเตอรี่
ประเภทของระบบการจัดการแบตเตอรี่
ระบบการจัดการแบตเตอรี่ครอบคลุมตั้งแต่แบบง่ายไปจนถึงซับซ้อน โดยผสมผสานเทคโนโลยีต่างๆ เข้าด้วยกันเพื่อดูแลแบตเตอรี่ ระบบเหล่านี้สามารถแบ่งตามโทโพโลยีได้ – วิธีการติดตั้งและใช้งานเซลล์หรือโมดูลของแบตเตอรี่
สถาปัตยกรรม BMS แบบรวมศูนย์
BMS แบบรวมศูนย์ในชุดแบตเตอรี่มีข้อดี เช่น มีขนาดกะทัดรัดและประหยัดกว่า
แต่ก็มีข้อเสียเช่นกัน
เมื่อแบตเตอรี่ทั้งหมดเชื่อมต่อโดยตรง BMS ต้องใช้พอร์ตจำนวนมาก ทำให้เกิดการเดินสายและสายเคเบิลที่ซับซ้อนในชุดแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ สิ่งนี้ทำให้การแก้ไขปัญหาและการบำรุงรักษาซับซ้อนยิ่งขึ้น
โทโพโลยี BMS แบบโมดูลาร์
สำหรับ BMS ประเภทนี้ ระบบจะแบ่งออกเป็นโมดูลที่ซ้ำกัน โดยแต่ละโมดูลจะเชื่อมต่อกับส่วนที่กำหนดของกองแบตเตอรี่
โมดูล BMS หลักอาจดูแลโมดูลย่อย ติดตามสถานะ และสื่อสารกับอุปกรณ์อื่นๆ โมดูลาร์ที่ซ้ำกันนี้ช่วยลดความยุ่งยากในการแก้ไขปัญหา การบำรุงรักษา และการขยายไปยังชุดแบตเตอรี่ที่ใหญ่ขึ้น
อย่างไรก็ตาม วิธีการนี้จะเพิ่มต้นทุนโดยรวมเล็กน้อย และอาจส่งผลให้เกิดฟังก์ชันที่ไม่ได้ใช้ซ้ำ ขึ้นอยู่กับแอปพลิเคชัน
BMS หลัก/รอง
เช่นเดียวกับโทโพโลยีแบบโมดูลาร์ ในกรณีนี้ สเลฟจะถ่ายทอดข้อมูลการวัดเป็นหลัก ในขณะที่ต้นแบบจะจัดการการคำนวณ การควบคุม และการสื่อสารภายนอก
ฟังก์ชั่นสเลฟนั้นง่ายกว่า ซึ่งอาจช่วยลดต้นทุนได้เนื่องจากมีค่าใช้จ่ายน้อยลงและมีฟีเจอร์ที่ไม่ได้ใช้น้อยลง เช่นเดียวกับประเภทโมดูลาร์
สถาปัตยกรรม BMS แบบกระจาย
การออกแบบ BMS แบบกระจายแตกต่างจากโทโพโลยีอื่นๆ
โดยจะรวมฮาร์ดแวร์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดไว้บนแผงควบคุมที่วางอยู่บนเซลล์หรือโมดูลที่ได้รับการตรวจสอบโดยตรง ซึ่งจะช่วยลดการเดินสายเคเบิลไปยังเซ็นเซอร์และสายสื่อสารบางตัวระหว่างโมดูล BMS BMS แต่ละตัวมีความสมบูรณ์ในตัวเองมากขึ้น โดยสามารถจัดการการคำนวณและการสื่อสารได้ตามต้องการ
อย่างไรก็ตาม แบบฟอร์มบูรณาการนี้อาจทำให้การแก้ไขปัญหาและการบำรุงรักษายากขึ้น เนื่องจาก BMS อยู่ภายในโมดูลที่มีการป้องกัน
ค่าใช้จ่ายยังสูงขึ้นเนื่องจากจำนวนหน่วย BMS ในชุดแบตเตอรี่เพิ่มขึ้น
ฟังก์ชั่นของระบบการจัดการแบตเตอรี่คืออะไร?
ระบบการจัดการแบตเตอรี่จะตรวจสอบและจัดการพารามิเตอร์ของเซลล์แบตเตอรี่ การวัดกระแส แรงดันไฟฟ้า และอุณหภูมิตามความต้องการของระบบ ปรับสมดุลเซลล์และคำนวณสถานะการชาร์จ (SoC) และสถานะสุขภาพ (SoH) ของแบตเตอรี่
BMS ป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกิน อุณหภูมิเกิน และความเสี่ยงอื่นๆ โดยการควบคุมกระบวนการชาร์จและการคายประจุ เป็นสิ่งสำคัญในการรับรองทั้งแบตเตอรี่และความปลอดภัยของผู้ใช้
ฟังก์ชันการสื่อสารจะส่งสัญญาณระหว่างส่วนประกอบ BMS ภายในและอุปกรณ์ภายนอก BMS สามารถแสดงข้อมูลบนแดชบอร์ดหรืออินเทอร์เฟซระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักร (HMI) การเชื่อมต่อกับเครื่องชาร์จ ไม่ว่าจะรวมหรือแยกกัน อาจเป็นแบบมีสายหรือไร้สายก็ได้
เหตุใดระบบการจัดการแบตเตอรี่จึงมีความสำคัญสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน
แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีอิเล็กโทรไลต์ของเหลวไวไฟ จึงต้องทำงานอย่างเหมาะสมและอยู่ภายในขีดจำกัดความปลอดภัยเพื่อป้องกันเพลิงไหม้
ระบบการจัดการแบตเตอรี่ทำงานอย่างไร?
ระบบการจัดการแบตเตอรี่ที่เชื่อมต่อกับเซ็นเซอร์ จะตรวจสอบแรงดันไฟฟ้า กระแส และอุณหภูมิของแต่ละเซลล์ โดยจะวิเคราะห์ข้อมูลเพื่อให้แน่ใจว่าเซลล์ทำงานภายในพารามิเตอร์ที่ตั้งไว้ และดำเนินการเพื่อแก้ไขปัญหา
BMS ควบคุมระบบทำความเย็นเพื่อลดอุณหภูมิของแบตเตอรี่หากเซลล์ร้อนเกินไป นอกจากนี้ยังปรับสมดุลเซลล์ด้วยการถ่ายโอนพลังงานระหว่างเซลล์เพื่อรักษาแรงดันไฟฟ้าให้เท่ากัน
BMS จะบันทึกข้อมูลเพื่อประเมินพลังงานที่เข้าและออกจากชุดแบตเตอรี่และสุขภาพโดยรวม แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนใช้ข้อมูลนี้เพื่อตรวจจับเมื่อแบตเตอรี่หมดและปิดเครื่อง นี่คือเหตุผลว่าทำไมแบตเตอรี่จึงไม่แสดงสัญญาณการตายแบบเดียวกับแบตเตอรี่ตะกั่วกรด แต่เพียงแค่ปิดเครื่องเท่านั้น
ระบบการจัดการแบตเตอรี่มีประโยชน์อย่างไร?
ประโยชน์ของ BMS ได้แก่ :
- ความปลอดภัยในการใช้งานโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับขนาดใหญ่ ชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน,ป้องกันอัคคีภัยและความเสียหาย
- การยืดอายุการใช้งานและความน่าเชื่อถือของแบตเตอรี่โดยการจัดการเซลล์ภายในขีดจำกัดการทำงานที่ปลอดภัย
- การเพิ่มประสิทธิภาพแบตเตอรี่และช่วงผ่าน ปรับสมดุลของเซลล์
- ให้การวินิจฉัย การรวบรวมข้อมูล และการสื่อสารเกี่ยวกับสถานะแบตเตอรี่
- ลดต้นทุนโดยรวมและการเรียกร้องการรับประกันโดยการปกป้องระบบแบตเตอรี่
การป้องกันที่นำเสนอโดยระบบการจัดการแบตเตอรี่
การป้องกันของระบบจัดการแบตเตอรี่มีดังต่อไปนี้:
ภายใต้และแรงดันไฟฟ้าเกิน
BMS ปกป้องเซลล์แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจากความเสียหายที่เกิดจากการชาร์จไฟมากเกินไป (แรงดันไฟฟ้าของเซลล์สูงเกินไป) หรือการคายประจุมากเกินไป (แรงดันไฟฟ้าของเซลล์ต่ำเกินไป) ป้องกันสถานการณ์แรงดันไฟตกและแรงดันเกินที่อาจเป็นอันตรายต่อแบตเตอรี่
อุณหภูมิสุดขั้ว
ความปลอดภัยและความเสถียรของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนขึ้นอยู่กับการควบคุมอุณหภูมิ เกินขีดจำกัดที่สำคัญอาจทำให้เกิด หนีความร้อน และไฟที่ดับไม่ได้
BMS จะตรวจสอบอุณหภูมิ ควบคุมพัดลมระบายความร้อน และสามารถปิดเซลล์เพื่อรักษาสภาวะที่เหมาะสม
การป้องกันจากวิดีโอสั้น
การหนีความร้อนยังสามารถเกิดขึ้นได้เนื่องจากกางเกงขาสั้นทั้งภายในและภายนอก
ดังนั้นการป้องกันไฟฟ้าลัดวงจรจึงเป็นส่วนสำคัญของระบบการจัดการแบตเตอรี่
ระบบจัดการแบตเตอรี่ในตัว Holo Battery
Holo Battery นำเสนอตัวเลือก BMS แบบกำหนดเอง เพื่อป้องกันสาเหตุทั่วไปของแบตเตอรี่ขัดข้อง เช่น ไฟฟ้าลัดวงจร กระแสไฟฟ้าสูง อุณหภูมิสุดขั้ว และปัญหาแรงดันไฟฟ้า
BMS ของเรามีหลายขนาดเพื่อให้เหมาะกับการตั้งค่าของคุณ และช่วยยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่และให้ข้อมูลประสิทธิภาพ
ไม่ว่าจะจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ขนาดเล็กหรือระบบพลังงานขนาดใหญ่ เรามีโซลูชัน BMS ที่เชื่อถือได้และใช้งานง่าย
บทสรุป
แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนให้ประโยชน์มากมาย แต่ต้องมีการตรวจสอบ การจัดการ และการปรับสมดุลเพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยและอายุการใช้งานที่ยาวนานที่สุด ระบบการจัดการแบตเตอรี่คือกุญแจสำคัญ ทำให้แบตเตอรี่ทำงานได้อย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ เพื่อให้คุณสามารถใช้งานได้อย่างมั่นใจ
บทความที่เกี่ยวข้อง:
