ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) คืออะไร?
ชื่อเต็มของบีเอ็มเอสBMS (Battery Management System) คือระบบจัดการแบตเตอรี่ เป็นอุปกรณ์ที่ทำงานร่วมกับการตรวจสอบสถานะของแบตเตอรี่เพื่อเก็บพลังงาน โดยมีวัตถุประสงค์หลักเพื่อการจัดการและบำรุงรักษาแบตเตอรี่แต่ละก้อนอย่างชาญฉลาด ป้องกันการชาร์จไฟเกินและการคายประจุไฟเกิน เพื่อยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ และเพื่อตรวจสอบสถานะของแบตเตอรี่ โดยทั่วไป BMS จะอยู่ในรูปของแผงวงจรหรือกล่องฮาร์ดแวร์
BMS (Battery Management System) เป็นหนึ่งในระบบย่อยหลักของระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ มีหน้าที่ตรวจสอบสถานะการทำงานของแบตเตอรี่แต่ละก้อนในระบบการเก็บพลังงานแบตเตอรี่หน่วยนี้มีหน้าที่รับประกันการทำงานที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้ของหน่วยจัดเก็บพลังงาน BMS สามารถตรวจสอบและรวบรวมพารามิเตอร์สถานะของแบตเตอรี่จัดเก็บพลังงานแบบเรียลไทม์ (รวมถึงแต่ไม่จำกัดเพียง แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่แต่ละก้อน อุณหภูมิของขั้วแบตเตอรี่ กระแสไฟฟ้าของวงจรแบตเตอรี่ แรงดันไฟฟ้าของขั้วแบตเตอรี่แพ็ค ความต้านทานฉนวนของระบบแบตเตอรี่ ฯลฯ) และทำการวิเคราะห์และคำนวณเพื่อหาพารามิเตอร์การประเมินสถานะของระบบเพิ่มเติมตามความจำเป็น และควบคุมได้อย่างมีประสิทธิภาพแบตเตอรี่เก็บพลังงานระบบควบคุมแบตเตอรี่ (BMS) ถูกสร้างขึ้นตามกลยุทธ์การควบคุมการป้องกันเฉพาะ เพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้ของหน่วยจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ทั้งหมด ในขณะเดียวกัน BMS สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลกับอุปกรณ์ภายนอกอื่นๆ (PCS, EMS, ระบบป้องกันอัคคีภัย ฯลฯ) ผ่านอินเทอร์เฟซการสื่อสาร อินพุตแบบอนาล็อก/ดิจิทัล และอินเทอร์เฟซอินพุตของตนเอง และสร้างการควบคุมแบบเชื่อมโยงของระบบย่อยต่างๆ ในสถานีไฟฟ้าพลังงานทั้งหมด เพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือของสถานีไฟฟ้า และการทำงานที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพ
หน้าที่ของคืออะไรบีเอ็มเอส?
ระบบ BMS มีหน้าที่หลายอย่าง และหน้าที่หลักที่สำคัญที่สุดซึ่งเราให้ความสนใจมากที่สุดนั้นมีอยู่ 3 ด้าน ได้แก่ การจัดการสถานะ การจัดการสมดุล และการจัดการความปลอดภัย
หน้าที่การจัดการของรัฐระบบจัดการแบตเตอรี่
เราต้องการทราบสถานะของแบตเตอรี่ แรงดันไฟฟ้า พลังงาน ความจุ และกระแสการชาร์จและการคายประจุ ซึ่งฟังก์ชันการจัดการสถานะของ BMS จะบอกคำตอบให้เราได้ หน้าที่พื้นฐานของ BMS คือการวัดและประเมินพารามิเตอร์ของแบตเตอรี่ รวมถึงพารามิเตอร์และสถานะพื้นฐาน เช่น แรงดันไฟฟ้า กระแส และอุณหภูมิ และการคำนวณข้อมูลสถานะของแบตเตอรี่ เช่น SOC และ SOH
การวัดเซลล์
การวัดข้อมูลพื้นฐาน: หน้าที่พื้นฐานที่สุดของระบบจัดการแบตเตอรี่คือการวัดแรงดัน กระแส และอุณหภูมิของเซลล์แบตเตอรี่ ซึ่งเป็นพื้นฐานของการคำนวณและตรรกะการควบคุมระดับสูงสุดของระบบจัดการแบตเตอรี่ทั้งหมด
การตรวจวัดความต้านทานฉนวน: ในระบบจัดการแบตเตอรี่ จำเป็นต้องมีการตรวจวัดความต้านทานฉนวนของระบบแบตเตอรี่ทั้งหมดและระบบแรงดันสูง
การคำนวณ SOC
SOC ย่อมาจาก State of Charge หรือสถานะการชาร์จ ซึ่งหมายถึงความจุที่เหลืออยู่ของแบตเตอรี่ พูดง่ายๆ ก็คือ ปริมาณพลังงานที่เหลืออยู่ในแบตเตอรี่
SOC เป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญที่สุดในระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) เพราะทุกอย่างขึ้นอยู่กับค่า SOC ดังนั้นความแม่นยำของค่า SOC จึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง หากค่า SOC ไม่แม่นยำ ฟังก์ชันการป้องกันใดๆ ก็ไม่สามารถทำให้ BMS ทำงานได้ตามปกติ เพราะแบตเตอรี่จะถูกป้องกันบ่อยครั้ง และอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ก็จะไม่สามารถยืดออกไปได้
วิธีการประมาณค่า SOC ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน ได้แก่ วิธีแรงดันวงเปิด วิธีการอินทิเกรตกระแส วิธีตัวกรองคาลมาน และวิธีเครือข่ายประสาทเทียม โดยสองวิธีแรกเป็นวิธีที่ใช้กันบ่อยกว่า
ฟังก์ชันการจัดการยอดคงเหลือของระบบจัดการแบตเตอรี่
แบตเตอรี่แต่ละก้อนมี "บุคลิก" เฉพาะตัว หากจะพูดถึงความสมดุล เราต้องเริ่มจากแบตเตอรี่ก่อน แม้แต่แบตเตอรี่ที่ผลิตโดยผู้ผลิตรายเดียวกันในล็อตเดียวกันก็ยังมีอายุการใช้งานและ "บุคลิก" ของตัวเอง ความจุของแบตเตอรี่แต่ละก้อนจึงไม่เท่ากันอย่างแน่นอน สาเหตุของความไม่สม่ำเสมอนี้มีอยู่สองประเภท:
ความไม่สม่ำเสมอในการผลิตเซลล์และความไม่สม่ำเสมอในปฏิกิริยาทางเคมีไฟฟ้า
ความไม่สม่ำเสมอในการผลิต
ความไม่สม่ำเสมอในกระบวนการผลิตเป็นสิ่งที่เข้าใจกันดี ตัวอย่างเช่น ในกระบวนการผลิต วัสดุของแผ่นกั้น ขั้วแคโทด และขั้วแอโนดมีความไม่สม่ำเสมอ ส่งผลให้ความจุโดยรวมของแบตเตอรี่ไม่สม่ำเสมอเช่นกัน
ความไม่สอดคล้องกันทางเคมีไฟฟ้าหมายความว่า ในกระบวนการชาร์จและคายประจุแบตเตอรี่ แม้ว่าการผลิตและการแปรรูปแบตเตอรี่ทั้งสองก้อนจะเหมือนกันทุกประการ แต่สภาพแวดล้อมทางความร้อนจะไม่สามารถคงที่ได้ในระหว่างปฏิกิริยาทางเคมีไฟฟ้า
เรารู้ว่าการชาร์จเกินและการคายประจุเกินอาจทำให้แบตเตอรี่เสียหายอย่างมาก ดังนั้น เมื่อแบตเตอรี่ B ชาร์จเต็มแล้ว หรือเมื่อระดับประจุ (SOC) ของแบตเตอรี่ B ต่ำมากแล้วขณะคายประจุ จำเป็นต้องหยุดการชาร์จและการคายประจุเพื่อป้องกันแบตเตอรี่ B และพลังงานของแบตเตอรี่ A และแบตเตอรี่ C จะไม่สามารถใช้งานได้อย่างเต็มที่ ซึ่งจะส่งผลให้:
ประการแรก ความจุที่ใช้งานได้จริงของชุดแบตเตอรี่ลดลง: ความจุที่แบตเตอรี่ A และ C สามารถใช้ได้ ตอนนี้ไม่มีที่ที่จะส่งแรงไปดูแลแบตเตอรี่ B เปรียบเสมือนคนสองคนที่มีสามขา มัดคนสูงและคนเตี้ยเข้าด้วยกัน ทำให้คนสูงก้าวเดินช้าลง ไม่สามารถก้าวไปข้างหน้าได้ไกล
ประการที่สอง อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลดลง: ก้าวเดินสั้นลง จำนวนก้าวที่ต้องเดินมากขึ้น และขาเมื่อยล้ามากขึ้น ความจุลดลง จำนวนรอบการชาร์จและการคายประจุเพิ่มขึ้น และการเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่ก็มากขึ้นด้วย ตัวอย่างเช่น เซลล์แบตเตอรี่หนึ่งเซลล์สามารถใช้งานได้ 4,000 รอบภายใต้สภาวะการชาร์จและการคายประจุ 100% แต่ในการใช้งานจริงไม่สามารถทำได้ถึง 100% และจำนวนรอบไม่ควรเกิน 4,000 ครั้ง
ระบบ BMS มีโหมดการปรับสมดุลหลักสองโหมด ได้แก่ การปรับสมดุลแบบพาสซีฟและการปรับสมดุลแบบแอคทีฟ
กระแสไฟฟ้าสำหรับการปรับสมดุลแบบพาสซีฟนั้นค่อนข้างน้อย เช่น การปรับสมดุลแบบพาสซีฟที่ให้โดย DALY BMS ซึ่งมีกระแสไฟฟ้าที่สมดุลเพียง 30mA และใช้เวลานานในการปรับสมดุลแรงดันแบตเตอรี่
กระแสปรับสมดุลที่ใช้งานอยู่นั้นค่อนข้างมาก เช่นตัวปรับสมดุลแบบแอคทีฟพัฒนาโดย DALY BMS ซึ่งสามารถสร้างกระแสสมดุลได้ถึง 1A และใช้เวลาในการปรับสมดุลแรงดันแบตเตอรี่สั้น
ฟังก์ชันการป้องกันของระบบจัดการแบตเตอรี่
ระบบตรวจสอบ BMS จะทำงานร่วมกับฮาร์ดแวร์ของระบบไฟฟ้า โดยจะแบ่งระดับความผิดพลาดของแบตเตอรี่ตามสภาวะการทำงานที่แตกต่างกัน (ความผิดพลาดเล็กน้อย ความผิดพลาดร้ายแรง ความผิดพลาดถึงขั้นทำให้แบตเตอรี่เสียหาย) และจะมีการดำเนินการแก้ไขที่แตกต่างกันไปตามระดับความผิดพลาด เช่น การเตือน การจำกัดกำลังไฟ หรือการตัดไฟแรงสูงโดยตรง ความผิดพลาดต่างๆ ได้แก่ ความผิดพลาดในการรับข้อมูลและความน่าเชื่อถือ ความผิดพลาดทางไฟฟ้า (เซ็นเซอร์และแอคชูเอเตอร์) ความผิดพลาดในการสื่อสาร และความผิดพลาดเกี่ยวกับสถานะของแบตเตอรี่
ตัวอย่างที่พบได้ทั่วไปคือ เมื่อแบตเตอรี่ร้อนเกินไป ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) จะตรวจสอบว่าแบตเตอรี่ร้อนเกินไปหรือไม่ โดยพิจารณาจากอุณหภูมิที่วัดได้ จากนั้นวงจรที่ควบคุมแบตเตอรี่จะถูกตัดการเชื่อมต่อเพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไป และส่งสัญญาณเตือนไปยังระบบจัดการไฟฟ้า (EMS) และระบบจัดการอื่นๆ
เหตุใดจึงควรเลือก DALY BMS?
DALY BMS เป็นหนึ่งในผู้ผลิตระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) รายใหญ่ที่สุดในประเทศจีน มีพนักงานมากกว่า 800 คน โรงงานผลิตขนาด 20,000 ตารางเมตร และวิศวกรวิจัยและพัฒนามากกว่า 100 คน ผลิตภัณฑ์ของ Daly ส่งออกไปยังกว่า 150 ประเทศและภูมิภาค
หน้าที่รักษาความปลอดภัยระดับมืออาชีพ
แผงวงจรอัจฉริยะและแผงวงจรฮาร์ดแวร์ประกอบด้วยฟังก์ชันการป้องกันหลัก 6 ประการ:
ระบบป้องกันการชาร์จเกิน: เมื่อแรงดันไฟฟ้าของเซลล์แบตเตอรี่หรือแรงดันไฟฟ้าของชุดแบตเตอรี่ถึงระดับแรงดันไฟฟ้าเกินระดับแรก ระบบจะแสดงข้อความเตือน และเมื่อแรงดันไฟฟ้าถึงระดับแรงดันไฟฟ้าเกินระดับที่สอง DALY BMS จะตัดการจ่ายไฟโดยอัตโนมัติ
ระบบป้องกันการคายประจุเกิน: เมื่อแรงดันไฟฟ้าของเซลล์แบตเตอรี่หรือชุดแบตเตอรี่ลดลงถึงระดับแรกของแรงดันไฟฟ้าคายประจุเกิน ระบบจะแสดงข้อความเตือน เมื่อแรงดันไฟฟ้าลดลงถึงระดับที่สอง ระบบ DALY BMS จะตัดการจ่ายไฟโดยอัตโนมัติ
ระบบป้องกันกระแสเกิน: เมื่อกระแสการคายประจุหรือกระแสการชาร์จแบตเตอรี่ถึงระดับเกินระดับแรก ระบบจะแสดงข้อความเตือน และเมื่อกระแสถึงระดับเกินระดับที่สอง DALY BMS จะตัดการจ่ายไฟโดยอัตโนมัติ
ระบบป้องกันอุณหภูมิสูง/ต่ำ: แบตเตอรี่ลิเธียมไม่สามารถทำงานได้ตามปกติภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูงและต่ำเกินไป เมื่ออุณหภูมิของแบตเตอรี่สูงหรือต่ำเกินกว่าระดับแรก ระบบจะแสดงข้อความเตือน และเมื่อถึงระดับที่สอง ระบบ DALY BMS จะตัดกระแสไฟโดยอัตโนมัติ
ระบบป้องกันการลัดวงจร: เมื่อวงจรเกิดการลัดวงจร กระแสไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นอย่างฉับพลัน และ DALY BMS จะตัดการจ่ายไฟโดยอัตโนมัติ
ฟังก์ชันการจัดการสมดุลระดับมืออาชีพ
การจัดการที่สมดุล: หากความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าระหว่างเซลล์แบตเตอรี่มากเกินไป จะส่งผลต่อการใช้งานแบตเตอรี่ตามปกติ ตัวอย่างเช่น ระบบป้องกันการชาร์จเกินทำให้แบตเตอรี่ชาร์จไม่เต็ม หรือระบบป้องกันการคายประจุเกินทำให้แบตเตอรี่ไม่สามารถคายประจุจนหมดได้ DALY BMS มีฟังก์ชันการปรับสมดุลแบบพาสซีฟในตัว และยังได้พัฒนาโมดูลปรับสมดุลแบบแอคทีฟเพิ่มเติมอีกด้วย กระแสปรับสมดุลสูงสุดถึง 1A ซึ่งสามารถยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่และรับประกันการใช้งานแบตเตอรี่ตามปกติได้
หน้าที่การบริหารจัดการภาครัฐอย่างมืออาชีพและหน้าที่การสื่อสาร
ฟังก์ชันการจัดการสถานะมีประสิทธิภาพสูง และผลิตภัณฑ์ทุกชิ้นผ่านการทดสอบคุณภาพอย่างเข้มงวดก่อนออกจากโรงงาน รวมถึงการทดสอบฉนวน การทดสอบความแม่นยำของกระแสไฟฟ้า การทดสอบความสามารถในการปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อม ฯลฯ ระบบ BMS จะตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าของเซลล์แบตเตอรี่ แรงดันไฟฟ้ารวมของชุดแบตเตอรี่ อุณหภูมิของแบตเตอรี่ กระแสไฟชาร์จ และกระแสไฟคายประจุแบบเรียลไทม์ มีฟังก์ชัน SOC ที่มีความแม่นยำสูง โดยใช้วิธีการคำนวณแอมแปร์-ชั่วโมงแบบทั่วไป ทำให้มีข้อผิดพลาดเพียง 8%
เชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์หลักหรือหน้าจอสัมผัสผ่านสามช่องทางการสื่อสาร ได้แก่ UART/ RS485/ CAN รวมถึงบลูทูธและแผงไฟ เพื่อจัดการแบตเตอรี่ลิเธียม รองรับโปรโตคอลการสื่อสารของอินเวอร์เตอร์หลักๆ เช่น China Tower, GROWATT, DEY E, MU ST, GOODWE, SOFAR, SRNE, SMA เป็นต้น
ร้านค้าอย่างเป็นทางการhttps://dalyelec.en.alibaba.com/
เว็บไซต์อย่างเป็นทางการhttps://dalybms.com/
หากมีคำถามเพิ่มเติม โปรดติดต่อเราได้ที่:
Email:selina@dalyelec.com
มือถือ/WeChat/WhatsApp : +86 15103874003
วันที่เผยแพร่: 14 พฤษภาคม 2566
