ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) มีบทบาทสำคัญในการรับประกันการทำงานที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน รวมถึงแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบ LFP และแบตเตอรี่ลิเธียมแบบสามขั้ว (NCM/NCA) วัตถุประสงค์หลักของระบบนี้คือการตรวจสอบและควบคุมพารามิเตอร์ต่างๆ ของแบตเตอรี่ เช่น แรงดันไฟฟ้า อุณหภูมิ และกระแสไฟฟ้า เพื่อให้มั่นใจว่าแบตเตอรี่ทำงานอยู่ในเกณฑ์ที่ปลอดภัย นอกจากนี้ BMS ยังช่วยป้องกันแบตเตอรี่จากการชาร์จไฟเกิน การคายประจุเกิน หรือการทำงานเกินช่วงอุณหภูมิที่เหมาะสม ในชุดแบตเตอรี่ที่มีเซลล์หลายชุด (ชุดแบตเตอรี่) BMS จะจัดการความสมดุลของเซลล์แต่ละเซลล์ เมื่อ BMS ล้มเหลว แบตเตอรี่จะตกอยู่ในความเสี่ยงและผลกระทบอาจรุนแรง
1. การชาร์จไฟเกินหรือการคายประจุเกิน
หนึ่งในหน้าที่สำคัญของ BMS คือการป้องกันไม่ให้แบตเตอรี่ถูกชาร์จมากเกินไปหรือถูกคายประจุมากเกินไป การชาร์จแบตเตอรี่มากเกินไปเป็นอันตรายอย่างยิ่งสำหรับแบตเตอรี่ที่มีความหนาแน่นพลังงานสูง เช่น ลิเธียมเทอร์นารี (NCM/NCA) เนื่องจากแบตเตอรี่ชนิดนี้ไวต่อการเกิดความร้อนสะสม (Thermal Runaway) ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่เกินขีดจำกัดความปลอดภัย ทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไป ซึ่งอาจนำไปสู่การระเบิดหรือไฟไหม้ได้ ในทางกลับกัน การคายประจุมากเกินไปอาจทำให้เซลล์เสียหายถาวร โดยเฉพาะในแบตเตอรี่ LFP ซึ่งอาจสูญเสียความจุและประสิทธิภาพการทำงานลดลงหลังจากคายประจุจนหมด ในทั้งสองประเภท การที่ BMS ไม่สามารถควบคุมแรงดันไฟฟ้าระหว่างการชาร์จและการคายประจุได้ อาจทำให้ชุดแบตเตอรี่เสียหายอย่างถาวร
2. ภาวะความร้อนสูงเกินไปและการหนีความร้อน
แบตเตอรี่ลิเธียมแบบสามขั้ว (NCM/NCA) มีความไวต่ออุณหภูมิสูงเป็นพิเศษ โดยเฉพาะแบตเตอรี่ LFP ซึ่งขึ้นชื่อว่ามีเสถียรภาพทางความร้อนที่ดีกว่า อย่างไรก็ตาม ทั้งสองประเภทจำเป็นต้องมีการจัดการอุณหภูมิอย่างระมัดระวัง ระบบ BMS ที่ใช้งานได้จะตรวจสอบอุณหภูมิของแบตเตอรี่เพื่อให้แน่ใจว่าอุณหภูมิอยู่ในช่วงที่ปลอดภัย หากระบบ BMS ล้มเหลว อาจเกิดความร้อนสูงเกินไป ส่งผลให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่อันตรายที่เรียกว่า Thermal Runaway ในชุดแบตเตอรี่ที่ประกอบด้วยเซลล์หลายชุด (ชุดแบตเตอรี่) Thermal Runaway สามารถแพร่กระจายจากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่งได้อย่างรวดเร็ว นำไปสู่ความล้มเหลวอย่างร้ายแรง สำหรับการใช้งานที่มีแรงดันไฟฟ้าสูง เช่น รถยนต์ไฟฟ้า ความเสี่ยงนี้จะยิ่งทวีความรุนแรงขึ้น เนื่องจากความหนาแน่นของพลังงานและจำนวนเซลล์ที่สูงกว่ามาก ทำให้มีโอกาสเกิดผลกระทบร้ายแรงมากขึ้น
3. ความไม่สมดุลระหว่างเซลล์แบตเตอรี่
ในชุดแบตเตอรี่หลายเซลล์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งแบตเตอรี่ที่มีแรงดันไฟฟ้าสูง เช่น รถยนต์ไฟฟ้า การรักษาสมดุลแรงดันไฟฟ้าระหว่างเซลล์จึงเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง BMS มีหน้าที่รับผิดชอบในการตรวจสอบให้แน่ใจว่าเซลล์ทั้งหมดในชุดแบตเตอรี่มีความสมดุล หาก BMS ล้มเหลว เซลล์บางเซลล์อาจชาร์จมากเกินไป ขณะที่เซลล์บางเซลล์ยังคงชาร์จไม่เพียงพอ ในระบบที่มีแบตเตอรี่หลายชุด ความไม่สมดุลนี้ไม่เพียงแต่ลดประสิทธิภาพโดยรวมเท่านั้น แต่ยังก่อให้เกิดอันตรายด้านความปลอดภัยอีกด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งเซลล์ที่ชาร์จมากเกินไปมีความเสี่ยงที่จะเกิดความร้อนสูงเกินไป ซึ่งอาจทำให้เซลล์เสียหายอย่างรุนแรง
4. การสูญเสียการติดตามและการบันทึกข้อมูล
ในระบบแบตเตอรี่ที่ซับซ้อน เช่น ระบบกักเก็บพลังงานหรือยานยนต์ไฟฟ้า ระบบ BMS จะตรวจสอบประสิทธิภาพของแบตเตอรี่อย่างต่อเนื่อง โดยบันทึกข้อมูลรอบการชาร์จ แรงดันไฟฟ้า อุณหภูมิ และสุขภาพของเซลล์แต่ละเซลล์ ข้อมูลนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำความเข้าใจสุขภาพของชุดแบตเตอรี่ เมื่อระบบ BMS ล้มเหลว การตรวจสอบที่สำคัญนี้จะหยุดลง ทำให้ไม่สามารถติดตามประสิทธิภาพการทำงานของเซลล์ในชุดแบตเตอรี่ได้ สำหรับระบบแบตเตอรี่แรงดันสูงที่มีเซลล์หลายชุด การไม่สามารถตรวจสอบสุขภาพของเซลล์อาจนำไปสู่ความล้มเหลวที่ไม่คาดคิด เช่น การสูญเสียพลังงานอย่างกะทันหันหรือเหตุการณ์ความร้อน
5. ไฟฟ้าดับหรือประสิทธิภาพลดลง
BMS ที่ล้มเหลวอาจส่งผลให้ประสิทธิภาพลดลงหรืออาจถึงขั้นไฟฟ้าดับได้ หากไม่ได้รับการจัดการอย่างเหมาะสมแรงดันไฟฟ้าอุณหภูมิ และการปรับสมดุลเซลล์ ระบบอาจปิดลงเพื่อป้องกันความเสียหายเพิ่มเติม ในการใช้งานที่สายแบตเตอรี่แรงดันสูงมีส่วนเกี่ยวข้อง เช่น ยานยนต์ไฟฟ้าหรือระบบกักเก็บพลังงานอุตสาหกรรม ซึ่งอาจนำไปสู่การสูญเสียพลังงานอย่างกะทันหัน ซึ่งก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านความปลอดภัยอย่างมาก ตัวอย่างเช่นลิเธียมเทอร์นารีแบตเตอรี่อาจปิดลงโดยไม่คาดคิดในขณะที่รถยนต์ไฟฟ้ากำลังเคลื่อนที่ ทำให้เกิดสภาวะการขับขี่ที่เป็นอันตราย
เวลาโพสต์: 11 ก.ย. 2567
