ระบบจัดการแบตเตอรี่ (Battery Management System: BMS) มีบทบาทสำคัญในการรับประกันการทำงานที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน รวมถึงแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบ LFP และแบบสามขั้ว (NCM/NCA) วัตถุประสงค์หลักของระบบนี้คือการตรวจสอบและควบคุมพารามิเตอร์ต่างๆ ของแบตเตอรี่ เช่น แรงดันไฟฟ้า อุณหภูมิ และกระแสไฟ เพื่อให้แน่ใจว่าแบตเตอรี่ทำงานอยู่ในขีดจำกัดที่ปลอดภัย นอกจากนี้ BMS ยังช่วยป้องกันแบตเตอรี่ไม่ให้ถูกชาร์จมากเกินไป ปล่อยประจุมากเกินไป หรือทำงานนอกช่วงอุณหภูมิที่เหมาะสม ในชุดแบตเตอรี่ที่มีเซลล์หลายชุด (สายแบตเตอรี่) BMS จะจัดการการปรับสมดุลของเซลล์แต่ละเซลล์ เมื่อ BMS ล้มเหลว แบตเตอรี่จะเสี่ยงต่ออันตราย และอาจเกิดผลร้ายแรงตามมา
1. การชาร์จไฟเกินหรือการคายประจุเกิน
ฟังก์ชันที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของ BMS คือการป้องกันไม่ให้แบตเตอรี่ถูกชาร์จมากเกินไปหรือถูกปล่อยประจุมากเกินไป การชาร์จไฟมากเกินไปเป็นอันตรายอย่างยิ่งสำหรับแบตเตอรี่ที่มีความหนาแน่นพลังงานสูง เช่น ลิเธียมเทอร์นารี (NCM/NCA) เนื่องจากแบตเตอรี่เหล่านี้ไวต่อความร้อนสูงเกินขีดจำกัด ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อแรงดันไฟของแบตเตอรี่เกินขีดจำกัดที่ปลอดภัย ทำให้เกิดความร้อนมากเกินไป ซึ่งอาจนำไปสู่การระเบิดหรือไฟไหม้ได้ ในทางกลับกัน การคายประจุมากเกินไปอาจทำให้เซลล์ได้รับความเสียหายถาวร โดยเฉพาะในแบตเตอรี่ LFP ซึ่งอาจสูญเสียความจุและแสดงประสิทธิภาพที่ไม่ดีหลังจากคายประจุมากเกินไป ในทั้งสองประเภท การที่ BMS ไม่สามารถควบคุมแรงดันไฟระหว่างการชาร์จและปล่อยประจุได้อาจส่งผลให้ชุดแบตเตอรี่ได้รับความเสียหายอย่างถาวร
2. ภาวะร้อนเกินไปและการหนีความร้อน
แบตเตอรี่ลิเธียมสามชนิด (NCM/NCA) มีความไวต่ออุณหภูมิสูงเป็นพิเศษ โดยเฉพาะอย่างยิ่งแบตเตอรี่ LFP ซึ่งขึ้นชื่อว่ามีเสถียรภาพทางความร้อนที่ดีกว่า อย่างไรก็ตาม ทั้งสองประเภทจำเป็นต้องมีการจัดการอุณหภูมิอย่างระมัดระวัง BMS ที่ใช้งานได้จะตรวจสอบอุณหภูมิของแบตเตอรี่เพื่อให้แน่ใจว่าอยู่ในช่วงที่ปลอดภัย หาก BMS ล้มเหลว อาจเกิดความร้อนสูงเกินไป ทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่อันตรายที่เรียกว่าปฏิกิริยาการหนีความร้อน ในชุดแบตเตอรี่ที่ประกอบด้วยเซลล์หลายชุด (สายแบตเตอรี่) ปฏิกิริยาการหนีความร้อนสามารถแพร่กระจายจากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่งได้อย่างรวดเร็ว ส่งผลให้เกิดความล้มเหลวอย่างร้ายแรง สำหรับการใช้งานแรงดันไฟฟ้าสูง เช่น ยานยนต์ไฟฟ้า ความเสี่ยงนี้จะเพิ่มมากขึ้น เนื่องจากความหนาแน่นของพลังงานและจำนวนเซลล์สูงกว่ามาก ทำให้มีโอกาสเกิดผลร้ายแรงตามมา
3. ความไม่สมดุลระหว่างเซลล์แบตเตอรี่
สำหรับชุดแบตเตอรี่หลายเซลล์ โดยเฉพาะชุดแบตเตอรี่ที่มีแรงดันไฟฟ้าสูง เช่น ยานยนต์ไฟฟ้า การรักษาสมดุลของแรงดันไฟฟ้าระหว่างเซลล์ถือเป็นสิ่งสำคัญ BMS มีหน้าที่ดูแลให้เซลล์ทั้งหมดในชุดมีความสมดุล หาก BMS ล้มเหลว เซลล์บางเซลล์อาจชาร์จมากเกินไปในขณะที่เซลล์อื่นๆ ยังคงชาร์จไม่เพียงพอ ในระบบที่มีสายแบตเตอรี่หลายสาย ความไม่สมดุลนี้ไม่เพียงแต่ลดประสิทธิภาพโดยรวมเท่านั้น แต่ยังก่อให้เกิดอันตรายด้านความปลอดภัยอีกด้วย โดยเฉพาะเซลล์ที่ชาร์จมากเกินไปมีความเสี่ยงที่จะร้อนเกินไป ซึ่งอาจทำให้เซลล์เสียหายอย่างร้ายแรง
4. การสูญเสียการติดตามและการบันทึกข้อมูล
ในระบบแบตเตอรี่ที่ซับซ้อน เช่น ระบบที่ใช้ในการกักเก็บพลังงานหรือยานยนต์ไฟฟ้า BMS จะตรวจสอบประสิทธิภาพของแบตเตอรี่อย่างต่อเนื่อง โดยบันทึกข้อมูลเกี่ยวกับรอบการชาร์จ แรงดันไฟ อุณหภูมิ และสุขภาพเซลล์แต่ละเซลล์ ข้อมูลนี้มีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจสุขภาพของชุดแบตเตอรี่ เมื่อ BMS ล้มเหลว การตรวจสอบที่สำคัญนี้จะหยุดลง ทำให้ไม่สามารถติดตามได้ว่าเซลล์ในชุดทำงานได้ดีเพียงใด สำหรับระบบแบตเตอรี่แรงดันสูงที่มีเซลล์หลายชุด การไม่สามารถตรวจสอบสุขภาพเซลล์ได้อาจนำไปสู่ความล้มเหลวที่ไม่คาดคิด เช่น การสูญเสียพลังงานกะทันหันหรือเหตุการณ์ความร้อน
5. ไฟฟ้าขัดข้องหรือประสิทธิภาพลดลง
BMS ที่ล้มเหลวอาจส่งผลให้ประสิทธิภาพลดลงหรืออาจถึงขั้นไฟฟ้าดับได้ หากไม่ได้รับการจัดการอย่างเหมาะสมแรงดันไฟฟ้าอุณหภูมิ และการปรับสมดุลเซลล์ ระบบอาจปิดลงเพื่อป้องกันความเสียหายเพิ่มเติม ในการใช้งานที่สายแบตเตอรี่แรงดันสูงมีส่วนเกี่ยวข้อง เช่น ยานยนต์ไฟฟ้าหรือระบบกักเก็บพลังงานอุตสาหกรรม ซึ่งอาจนำไปสู่การสูญเสียพลังงานกะทันหัน ซึ่งก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านความปลอดภัยอย่างมาก ตัวอย่างเช่นลิเธียมเทอร์นารีแบตเตอรี่อาจปิดลงโดยไม่คาดคิดในขณะที่รถยนต์ไฟฟ้ากำลังเคลื่อนที่ ทำให้เกิดสภาพการขับขี่ที่เป็นอันตราย
เวลาโพสต์ : 11 ก.ย. 2567
