ระบบ BMS คืออะไร?

ระบบการจัดการแบตเตอรี่ BMS เป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพในการปรับปรุงอายุการใช้งานแบตเตอรี่ของระบบสุริยะ ระบบการจัดการแบตเตอรี่ BMS ยังช่วยให้แน่ใจว่าแบตเตอรี่มีความปลอดภัยและเชื่อถือได้ ด้านล่างนี้คือคำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับระบบ BMS และประโยชน์ที่ผู้ใช้จะได้รับ

ระบบ BMS ทำงานอย่างไร

BMS สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมใช้คอมพิวเตอร์เฉพาะและเซ็นเซอร์เพื่อควบคุมวิธีการทำงานของแบตเตอรี่ เซ็นเซอร์จะทดสอบอุณหภูมิ อัตราการชาร์จ ความจุของแบตเตอรี่ และอื่นๆ จากนั้นคอมพิวเตอร์ที่อยู่บนระบบ BMS จะทำการคำนวณเพื่อควบคุมการชาร์จและการคายประจุแบตเตอรี่ เป้าหมายคือการปรับปรุงอายุการใช้งานของระบบจัดเก็บแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ ในขณะเดียวกันก็รับประกันว่าจะมีความปลอดภัยและเชื่อถือได้ในการทำงาน

ส่วนประกอบของระบบการจัดการแบตเตอรี่

ระบบการจัดการแบตเตอรี่ BMS ประกอบด้วยองค์ประกอบสำคัญหลายประการที่ทำงานร่วมกันเพื่อมอบประสิทธิภาพสูงสุดจากชุดแบตเตอรี่ ส่วนประกอบคือ:

เครื่องชาร์จแบตเตอรี่

เครื่องชาร์จจะจ่ายพลังงานเข้าสู่ชุดแบตเตอรี่ด้วยแรงดันไฟฟ้าและอัตราการไหลที่ถูกต้องเพื่อให้แน่ใจว่าได้รับการชาร์จอย่างเหมาะสมที่สุด

การตรวจสอบแบตเตอรี่

ตัวตรวจสอบแบตเตอรี่คือชุดเซ็นเซอร์ที่ตรวจสอบสุขภาพของแบตเตอรี่และข้อมูลสำคัญอื่น ๆ เช่น สถานะการชาร์จและอุณหภูมิ

ตัวควบคุมแบตเตอรี่

ตัวควบคุมจะจัดการการชาร์จและการคายประจุของก้อนแบตเตอรี่ ช่วยให้แน่ใจว่าพลังงานเข้าและออกจากชุดแบตเตอรี่อย่างเหมาะสมที่สุด

ขั้วต่อ

ขั้วต่อเหล่านี้เชื่อมต่อระบบ BMS แบตเตอรี่ อินเวอร์เตอร์ และแผงโซลาร์เซลล์ ช่วยให้มั่นใจได้ว่า BMS สามารถเข้าถึงข้อมูลทั้งหมดจากระบบสุริยะได้

คุณสมบัติของระบบการจัดการแบตเตอรี่ BMS

BMS ทุกตัวสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมมีคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ อย่างไรก็ตาม คุณลักษณะที่สำคัญที่สุดสองประการคือการปกป้องและการจัดการความจุของแบตเตอรี่ การป้องกันชุดแบตเตอรี่ทำได้โดยการป้องกันไฟฟ้าและการป้องกันความร้อน

การป้องกันทางไฟฟ้าหมายถึงระบบการจัดการแบตเตอรี่จะปิดตัวลงหากเกินพื้นที่ปฏิบัติการที่ปลอดภัย (SOA) การป้องกันความร้อนสามารถควบคุมอุณหภูมิแบบแอคทีฟหรือพาสซีฟเพื่อให้ชุดแบตเตอรี่อยู่ใน SOA

ในด้านการจัดการความจุของแบตเตอรี่ BMS สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมได้รับการออกแบบเพื่อเพิ่มความจุสูงสุด ในที่สุดก้อนแบตเตอรี่ก็จะไร้ประโยชน์หากไม่มีการจัดการความจุ

ข้อกำหนดสำหรับการจัดการความจุคือแบตเตอรี่แต่ละก้อนในชุดแบตเตอรี่มีประสิทธิภาพแตกต่างกันเล็กน้อย ความแตกต่างของประสิทธิภาพเหล่านี้มีความโดดเด่นที่สุดในเรื่องอัตราการรั่วไหล เมื่อมาใหม่ ชุดแบตเตอรี่อาจทำงานได้เต็มประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม เมื่อเวลาผ่านไป ความแตกต่างในประสิทธิภาพของเซลล์แบตเตอรี่ก็กว้างขึ้น ส่งผลให้เกิดความเสียหายต่อประสิทธิภาพการทำงานได้ ผลลัพธ์ที่ได้คือสภาพการทำงานที่ไม่ปลอดภัยสำหรับชุดแบตเตอรี่ทั้งหมด

โดยสรุป ระบบจัดการแบตเตอรี่ BMS จะกำจัดประจุออกจากเซลล์ที่มีประจุมากที่สุด ซึ่งจะช่วยป้องกันการชาร์จไฟเกิน นอกจากนี้ยังช่วยให้เซลล์ที่มีประจุน้อยกว่าได้รับกระแสไฟที่มากขึ้น

BMS สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมจะเปลี่ยนเส้นทางกระแสการชาร์จบางส่วนหรือเกือบทั้งหมดรอบเซลล์ที่มีประจุ ดังนั้นเซลล์ที่มีประจุน้อยกว่าจะได้รับกระแสไฟในการชาร์จเป็นระยะเวลานานขึ้น

หากไม่มีระบบการจัดการแบตเตอรี่ BMS เซลล์ที่ชาร์จก่อนจะยังคงชาร์จต่อไป ซึ่งอาจทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไป แม้ว่าแบตเตอรี่ลิเธียมจะให้ประสิทธิภาพที่ดีเยี่ยม แต่ก็มีปัญหาเรื่องความร้อนสูงเกินไปเมื่อมีการจ่ายกระแสไฟเกิน แบตเตอรี่ลิเธียมที่มีความร้อนสูงเกินไปจะทำให้ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลดลงอย่างมาก ในกรณีที่เลวร้ายที่สุด อาจทำให้แบตเตอรี่หมดได้

ประเภทของ BMS สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียม

ระบบการจัดการแบตเตอรี่อาจเรียบง่ายหรือซับซ้อนสูงสำหรับกรณีการใช้งานและเทคโนโลยีที่แตกต่างกัน อย่างไรก็ตามทุกคนมุ่งหวังที่จะดูแลแบตเตอรี่ การจัดหมวดหมู่ที่พบบ่อยที่สุดคือ:

ระบบ BMS แบบรวมศูนย์

BMS แบบรวมศูนย์สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมใช้ระบบจัดการแบตเตอรี่ BMS เดียวสำหรับชุดแบตเตอรี่ แบตเตอรี่ทั้งหมดเชื่อมต่อโดยตรงกับ BMS ประโยชน์หลักของระบบนี้คือมีขนาดกะทัดรัด นอกจากนี้ยังมีราคาไม่แพงอีกด้วย

ข้อเสียเปรียบหลักคือเนื่องจากแบตเตอรี่ทั้งหมดเชื่อมต่อกับหน่วย BMS โดยตรง จึงต้องใช้พอร์ตจำนวนมากในการเชื่อมต่อกับชุดแบตเตอรี่ ผลลัพธ์ที่ได้คือสายไฟ ขั้วต่อ และสายเคเบิลจำนวนมาก ในชุดแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ อาจทำให้การบำรุงรักษาและการแก้ไขปัญหายุ่งยากขึ้น

BMS แบบแยกส่วนสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียม

เช่นเดียวกับ BMS แบบรวมศูนย์ ระบบโมดูลาร์เชื่อมต่อกับส่วนเฉพาะของชุดแบตเตอรี่ บางครั้งหน่วย BMS ของโมดูลจะเชื่อมต่อกับโมดูลหลักที่ตรวจสอบประสิทธิภาพ ข้อได้เปรียบหลักคือการแก้ไขปัญหาและการบำรุงรักษาทำได้ง่ายขึ้น อย่างไรก็ตาม ข้อเสียคือระบบจัดการแบตเตอรี่แบบโมดูลาร์มีราคาสูงกว่า

ระบบ BMS ที่ใช้งานอยู่

ระบบการจัดการแบตเตอรี่ BMS แบบแอคทีฟจะตรวจสอบแรงดัน กระแส และความจุของแบตเตอรี่ โดยจะใช้ข้อมูลนี้เพื่อควบคุมการชาร์จและการคายประจุของระบบเพื่อให้แน่ใจว่าชุดแบตเตอรี่ทำงานได้อย่างปลอดภัยและดำเนินการในระดับที่เหมาะสมที่สุด

ระบบ BMS แบบพาสซีฟ

BMS แบบพาสซีฟสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมจะไม่ตรวจสอบกระแสและแรงดันไฟฟ้า แต่ต้องใช้ตัวจับเวลาธรรมดาในการควบคุมอัตราการชาร์จและการคายประจุของก้อนแบตเตอรี่ แม้ว่าจะเป็นระบบที่มีประสิทธิภาพน้อยกว่า แต่ก็มีต้นทุนในการได้มาน้อยกว่ามาก

ประโยชน์ของการใช้ระบบจัดการแบตเตอรี่ BMS

ระบบจัดเก็บแบตเตอรี่อาจประกอบด้วยแบตเตอรี่ลิเธียมสองสามหรือหลายร้อยก้อน ระบบจัดเก็บแบตเตอรี่ดังกล่าวอาจมีระดับแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 800V และกระแสไฟ 300A หรือมากกว่า

การจัดการแผงไฟฟ้าแรงสูงอย่างไม่ถูกต้องอาจนำไปสู่ภัยพิบัติร้ายแรงได้ ด้วยเหตุนี้ การติดตั้งระบบจัดการแบตเตอรี่ BMS จึงมีความสำคัญต่อการใช้งานชุดแบตเตอรี่อย่างปลอดภัย ประโยชน์หลักของ BMS สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมสามารถระบุได้ดังนี้:

การทำงานที่ปลอดภัย

จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องมั่นใจในการทำงานอย่างปลอดภัยสำหรับชุดแบตเตอรี่ขนาดกลางหรือขนาดใหญ่ อย่างไรก็ตาม เป็นที่ทราบกันว่าแม้แต่อุปกรณ์ขนาดเล็ก เช่น โทรศัพท์ก็สามารถลุกไหม้ได้หากไม่ได้ติดตั้งระบบการจัดการแบตเตอรี่ที่เหมาะสม

ปรับปรุงความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งาน

ระบบการจัดการแบตเตอรี่ช่วยให้แน่ใจว่าเซลล์ภายในชุดแบตเตอรี่ถูกใช้ภายในพารามิเตอร์การทำงานที่ปลอดภัย ผลลัพธ์ก็คือแบตเตอรี่ได้รับการปกป้องจากประจุและการคายประจุที่รุนแรง ซึ่งนำไปสู่ระบบสุริยะที่เชื่อถือได้ ซึ่งสามารถให้บริการที่เชื่อถือได้นานหลายปี

ระยะยิงไกลและสมรรถนะสูง

BMS ช่วยจัดการความจุของแต่ละยูนิตในชุดแบตเตอรี่ ช่วยให้มั่นใจได้ว่าจะได้รับความจุของแบตเตอรี่ที่เหมาะสมที่สุด BMS คำนึงถึงความแปรผันของการคายประจุเอง อุณหภูมิ และการขัดสีโดยทั่วไป ซึ่งอาจทำให้แบตเตอรี่ไร้ประโยชน์หากไม่ได้รับการควบคุม

การวินิจฉัยและการสื่อสารภายนอก

BMS ช่วยให้สามารถตรวจสอบชุดแบตเตอรี่ได้อย่างต่อเนื่องแบบเรียลไทม์ จากการใช้งานในปัจจุบัน ข้อมูลดังกล่าวจะให้ค่าประมาณสุขภาพแบตเตอรี่และอายุการใช้งานที่คาดหวังได้อย่างน่าเชื่อถือ ข้อมูลการวินิจฉัยที่ให้ไว้ยังช่วยให้แน่ใจว่าปัญหาสำคัญใดๆ จะถูกตรวจพบตั้งแต่เนิ่นๆ ก่อนที่จะกลายเป็นหายนะ จากมุมมองทางการเงิน สามารถช่วยให้แน่ใจว่ามีการวางแผนที่เหมาะสมสำหรับการเปลี่ยนบรรจุภัณฑ์

ลดต้นทุนในระยะยาว

BMS มาพร้อมกับต้นทุนเริ่มต้นที่สูง นอกเหนือจากต้นทุนที่สูงของชุดแบตเตอรี่ใหม่ อย่างไรก็ตาม ผลการกำกับดูแลและการป้องกันที่ได้รับจาก BMS ช่วยให้มั่นใจได้ถึงต้นทุนที่ลดลงในระยะยาว

สรุป

ระบบการจัดการแบตเตอรี่ BMS เป็นเครื่องมือที่ทรงพลังและมีประสิทธิภาพที่สามารถช่วยให้เจ้าของระบบพลังงานแสงอาทิตย์เข้าใจวิธีการทำงานของแบตเตอรีแบตเตอรีของตน นอกจากนี้ยังสามารถช่วยตัดสินใจทางการเงินได้ดีพร้อมทั้งปรับปรุงความปลอดภัย อายุการใช้งาน และความน่าเชื่อถือของชุดแบตเตอรี่ ผลลัพธ์ก็คือเจ้าของ BMS สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมจะได้รับประโยชน์สูงสุดจากเงินของพวกเขา