Hệ thống quản lý pin BMS là một công cụ mạnh mẽ để cải thiện tuổi thọ của pin trong hệ mặt trời. Hệ thống quản lý pin BMS cũng giúp đảm bảo pin an toàn và đáng tin cậy. Dưới đây là phần giải thích chi tiết về hệ thống BMS và những lợi ích mà người dùng nhận được.
Hệ thống BMS hoạt động như thế nào
BMS dành cho pin lithium sử dụng máy tính và cảm biến chuyên dụng để điều chỉnh cách thức hoạt động của pin. Các cảm biến kiểm tra nhiệt độ, tốc độ sạc, dung lượng pin, v.v. Sau đó, một máy tính trên hệ thống BMS sẽ thực hiện các phép tính điều chỉnh việc sạc và xả pin. Mục tiêu của nó là cải thiện tuổi thọ của hệ thống lưu trữ pin năng lượng mặt trời đồng thời đảm bảo hệ thống hoạt động an toàn và đáng tin cậy.
Các thành phần của hệ thống quản lý pin
Hệ thống quản lý pin BMS bao gồm một số thành phần chính phối hợp với nhau để mang lại hiệu suất tối ưu cho bộ pin. Các thành phần là:
Bộ sạc pin
Bộ sạc cung cấp năng lượng cho bộ pin ở điện áp và tốc độ dòng chính xác để đảm bảo pin được sạc tối ưu.
Màn hình pin
Bộ theo dõi pin là một bộ cảm biến theo dõi tình trạng của pin và các thông tin quan trọng khác như trạng thái sạc và nhiệt độ.
Bộ điều khiển pin
Bộ điều khiển quản lý việc sạc và xả pin. Nó đảm bảo rằng nguồn điện đi vào và rời khỏi bộ pin một cách tối ưu.
Đầu nối
Các đầu nối này kết nối hệ thống BMS, pin, bộ biến tần và tấm pin mặt trời. Nó đảm bảo rằng BMS có quyền truy cập vào tất cả thông tin từ hệ mặt trời.
Các tính năng của hệ thống quản lý pin BMS
Mỗi BMS cho pin lithium đều có những tính năng độc đáo. Tuy nhiên, hai tính năng quan trọng nhất của nó là bảo vệ và quản lý dung lượng bộ pin. Bảo vệ bộ pin đạt được bằng cách đảm bảo bảo vệ điện và bảo vệ nhiệt.
Bảo vệ điện có nghĩa là hệ thống quản lý pin sẽ tắt nếu vượt quá vùng vận hành an toàn (SOA). Bảo vệ nhiệt có thể điều chỉnh nhiệt độ chủ động hoặc thụ động để giữ bộ pin trong SOA của nó.
Về quản lý dung lượng pin, BMS dành cho pin lithium được thiết kế để tối đa hóa dung lượng. Bộ pin cuối cùng sẽ trở nên vô dụng nếu không thực hiện quản lý dung lượng.
Yêu cầu về quản lý dung lượng là mỗi viên pin trong một bộ pin có hiệu suất hơi khác nhau. Những khác biệt về hiệu suất này đáng chú ý nhất ở tỷ lệ rò rỉ. Khi còn mới, bộ pin có thể hoạt động tối ưu. Tuy nhiên, theo thời gian, sự khác biệt về hiệu suất của pin ngày càng lớn. Do đó, nó có thể dẫn đến thiệt hại hiệu suất. Kết quả là điều kiện hoạt động không an toàn cho toàn bộ bộ pin.
Tóm lại, hệ thống quản lý pin BMS sẽ loại bỏ điện tích khỏi các ô được sạc nhiều nhất, giúp ngăn ngừa tình trạng sạc quá mức. Nó cũng cho phép các tế bào được sạc ít hơn nhận được nhiều dòng sạc hơn.
BMS dành cho pin lithium cũng sẽ chuyển hướng một phần hoặc gần như toàn bộ dòng sạc xung quanh các tế bào đã sạc. Do đó, các tế bào được tích điện ít hơn sẽ nhận được dòng sạc trong thời gian dài hơn.
Nếu không có hệ thống quản lý pin BMS, các tế bào sạc trước sẽ tiếp tục sạc, điều này có thể dẫn đến quá nhiệt. Mặc dù pin lithium mang lại hiệu suất tuyệt vời nhưng chúng lại gặp phải vấn đề quá nhiệt khi cung cấp dòng điện quá mức. Pin lithium bị quá nóng sẽ làm giảm đáng kể hiệu suất của nó. Trong trường hợp xấu nhất, nó có thể dẫn đến hỏng toàn bộ bộ pin.
Các loại BMS cho Pin Lithium
Hệ thống quản lý pin có thể đơn giản hoặc rất phức tạp đối với các trường hợp sử dụng và công nghệ khác nhau. Tuy nhiên, tất cả đều nhằm mục đích chăm chút cho bộ pin. Các phân loại phổ biến nhất là:
Hệ thống BMS tập trung
BMS tập trung cho pin lithium sử dụng một hệ thống quản lý pin BMS duy nhất cho bộ pin. Tất cả các pin được kết nối trực tiếp với BMS. Ưu điểm chính của hệ thống này là nó nhỏ gọn. Ngoài ra, nó có giá cả phải chăng hơn.
Nhược điểm chính của nó là vì tất cả các pin đều kết nối trực tiếp với thiết bị BMS nên cần rất nhiều cổng để kết nối với bộ pin. Kết quả là có rất nhiều dây, đầu nối và cáp. Với một bộ pin lớn, điều này có thể gây phức tạp cho việc bảo trì và khắc phục sự cố.
BMS mô-đun cho pin lithium
Giống như một BMS tập trung, hệ thống mô-đun được kết nối với một phần chuyên dụng của bộ pin. Các thiết bị BMS mô-đun đôi khi được kết nối với mô-đun chính để theo dõi hiệu suất của chúng. Ưu điểm chính là việc khắc phục sự cố và bảo trì được đơn giản hóa hơn. Tuy nhiên, nhược điểm là hệ thống quản lý pin mô-đun có giá cao hơn.
Hệ thống BMS hoạt động
Hệ thống quản lý pin BMS đang hoạt động sẽ giám sát điện áp, dòng điện và dung lượng của bộ pin. Nó sử dụng thông tin này để kiểm soát việc sạc và xả của hệ thống nhằm đảm bảo bộ pin hoạt động an toàn và hoạt động ở mức tối ưu.
Hệ thống BMS thụ động
BMS thụ động cho pin lithium sẽ không theo dõi dòng điện và điện áp. Thay vào đó, nó dựa vào một bộ hẹn giờ đơn giản để điều chỉnh tốc độ sạc và xả của bộ pin. Mặc dù nó là một hệ thống kém hiệu quả hơn nhưng chi phí để có được lại thấp hơn nhiều.
Lợi ích của việc sử dụng hệ thống quản lý pin BMS
Hệ thống lưu trữ pin có thể bao gồm một vài hoặc hàng trăm pin lithium. Hệ thống lưu trữ pin như vậy có thể có mức điện áp lên tới 800V và dòng điện từ 300A trở lên.
Quản lý sai gói điện áp cao như vậy có thể dẫn đến thảm họa nghiêm trọng. Vì vậy, việc cài đặt hệ thống quản lý pin BMS là điều quan trọng để vận hành bộ pin một cách an toàn. Những lợi ích chính của BMS đối với pin lithium có thể được nêu như sau:
Vận hành an toàn
Điều cần thiết là phải đảm bảo hoạt động an toàn cho bộ pin cỡ trung bình hoặc lớn. Tuy nhiên, ngay cả những thiết bị nhỏ như điện thoại cũng có nguy cơ bốc cháy nếu không lắp đặt hệ thống quản lý pin thích hợp.
Cải thiện độ tin cậy và tuổi thọ
Hệ thống quản lý pin đảm bảo rằng các tế bào trong bộ pin được sử dụng trong các thông số vận hành an toàn. Kết quả là pin được bảo vệ khỏi sự sạc và xả mạnh, điều này dẫn đến một hệ mặt trời đáng tin cậy có thể cung cấp dịch vụ đáng tin cậy trong nhiều năm.
Phạm vi và hiệu suất lớn
BMS giúp quản lý dung lượng của từng bộ phận trong bộ pin. Nó đảm bảo đạt được dung lượng pin tối ưu. BMS tính đến những thay đổi về khả năng tự phóng điện, nhiệt độ và độ hao mòn chung, những điều này có thể khiến bộ pin trở nên vô dụng nếu không được kiểm soát.
Chẩn đoán và Truyền thông Bên ngoài
BMS cho phép giám sát liên tục bộ pin theo thời gian thực. Dựa trên mức sử dụng hiện tại, nó cung cấp những ước tính đáng tin cậy về tình trạng pin và tuổi thọ dự kiến. Thông tin chẩn đoán được cung cấp cũng đảm bảo rằng mọi vấn đề lớn đều được phát hiện sớm trước khi nó trở nên nghiêm trọng. Từ quan điểm tài chính, nó có thể giúp đảm bảo lập kế hoạch phù hợp cho việc thay thế bao bì.
Giảm chi phí trong dài hạn
BMS có chi phí ban đầu cao hơn chi phí cao của bộ pin mới. Tuy nhiên, kết quả giám sát và bảo vệ do BMS cung cấp sẽ đảm bảo giảm chi phí về lâu dài.
Bản tóm tắt
Hệ thống quản lý pin BMS là một công cụ mạnh mẽ và hiệu quả có thể giúp chủ sở hữu hệ thống năng lượng mặt trời hiểu cách hoạt động của ngân hàng pin của họ. Nó cũng có thể giúp đưa ra các quyết định tài chính hợp lý đồng thời cải thiện độ an toàn, tuổi thọ và độ tin cậy của bộ pin. Kết quả là chủ sở hữu BMS dành cho pin lithium tận dụng tối đa số tiền họ bỏ ra.
