ระบบ BMS คืออะไร?

ระบบจัดการแบตเตอรี่ BMS เป็นเครื่องมืออันทรงพลังที่ช่วยยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ในระบบพลังงานแสงอาทิตย์ ระบบจัดการแบตเตอรี่ BMS ยังช่วยให้มั่นใจได้ว่าแบตเตอรี่มีความปลอดภัยและเชื่อถือได้ ด้านล่างนี้คือคำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับระบบ BMS และประโยชน์ที่ผู้ใช้จะได้รับ

ระบบ BMS ทำงานอย่างไร

ระบบ BMS สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมใช้คอมพิวเตอร์และเซ็นเซอร์เฉพาะทางเพื่อควบคุมการทำงานของแบตเตอรี่ เซ็นเซอร์จะทดสอบอุณหภูมิ อัตราการชาร์จ ความจุของแบตเตอรี่ และอื่นๆ จากนั้นคอมพิวเตอร์ที่ติดตั้งในระบบ BMS จะคำนวณเพื่อควบคุมการชาร์จและการคายประจุของแบตเตอรี่ เป้าหมายของระบบนี้คือการปรับปรุงอายุการใช้งานของระบบกักเก็บแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ พร้อมกับรับประกันความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือในการใช้งาน

ส่วนประกอบของระบบจัดการแบตเตอรี่

ระบบจัดการแบตเตอรี่ BMS ประกอบด้วยส่วนประกอบสำคัญหลายชิ้นที่ทำงานร่วมกันเพื่อส่งมอบประสิทธิภาพสูงสุดจากชุดแบตเตอรี่ ส่วนประกอบต่างๆ ได้แก่:

เครื่องชาร์จแบตเตอรี่

เครื่องชาร์จจะจ่ายไฟให้กับชุดแบตเตอรี่ด้วยแรงดันไฟและอัตราการไหลที่ถูกต้องเพื่อให้แน่ใจว่าแบตเตอรี่ได้รับการชาร์จอย่างเหมาะสมที่สุด

เครื่องตรวจสอบแบตเตอรี่

เครื่องตรวจสอบแบตเตอรี่คือชุดเซ็นเซอร์ที่ตรวจสอบสุขภาพของแบตเตอรี่และข้อมูลสำคัญอื่นๆ เช่น สถานะการชาร์จและอุณหภูมิ

ตัวควบคุมแบตเตอรี่

ตัวควบคุมจะควบคุมการชาร์จและการคายประจุของชุดแบตเตอรี่ เพื่อให้แน่ใจว่าพลังงานเข้าและออกจากชุดแบตเตอรี่ได้อย่างเหมาะสมที่สุด

ตัวเชื่อมต่อ

ขั้วต่อเหล่านี้เชื่อมต่อระบบ BMS แบตเตอรี่ อินเวอร์เตอร์ และแผงโซลาร์เซลล์ ช่วยให้มั่นใจได้ว่า BMS สามารถเข้าถึงข้อมูลทั้งหมดจากระบบโซลาร์เซลล์ได้

คุณสมบัติของระบบจัดการแบตเตอรี่ BMS

BMS สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมแต่ละรุ่นมีคุณสมบัติเฉพาะตัว อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดสองประการคือการปกป้องและการจัดการความจุของชุดแบตเตอรี่ การปกป้องชุดแบตเตอรี่ทำได้โดยการป้องกันไฟฟ้าและการป้องกันความร้อน

การป้องกันไฟฟ้า หมายถึง ระบบจัดการแบตเตอรี่จะปิดการทำงานหากเกินขอบเขตพื้นที่ปฏิบัติการที่ปลอดภัย (SOA) การป้องกันความร้อนอาจเป็นการควบคุมอุณหภูมิแบบแอคทีฟหรือพาสซีฟ เพื่อให้ชุดแบตเตอรี่อยู่ภายในขอบเขต SOA

ในส่วนของการจัดการความจุของแบตเตอรี่ BMS สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมได้รับการออกแบบมาเพื่อเพิ่มความจุสูงสุด หากไม่มีการจัดการความจุ แบตเตอรี่ก็จะไร้ประโยชน์ในที่สุด

ข้อกำหนดในการจัดการความจุคือแบตเตอรี่แต่ละก้อนในชุดแบตเตอรี่จะมีประสิทธิภาพแตกต่างกันเล็กน้อย ความแตกต่างด้านประสิทธิภาพเหล่านี้เห็นได้ชัดเจนที่สุดในอัตราการรั่วไหล เมื่อแบตเตอรี่ใหม่ ชุดแบตเตอรี่อาจมีประสิทธิภาพการทำงานที่ดีที่สุด อย่างไรก็ตาม เมื่อเวลาผ่านไป ความแตกต่างด้านประสิทธิภาพของเซลล์แบตเตอรี่จะยิ่งมากขึ้น ซึ่งอาจนำไปสู่ความเสียหายต่อประสิทธิภาพการทำงาน ส่งผลให้สภาพการใช้งานของชุดแบตเตอรี่ทั้งหมดไม่ปลอดภัย

โดยสรุป ระบบจัดการแบตเตอรี่ BMS จะตัดประจุออกจากเซลล์ที่มีประจุมากที่สุด ซึ่งช่วยป้องกันการชาร์จไฟเกิน นอกจากนี้ยังช่วยให้เซลล์ที่มีประจุน้อยกว่าสามารถรับกระแสชาร์จได้มากขึ้น

ระบบ BMS สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมจะเปลี่ยนทิศทางกระแสชาร์จบางส่วนหรือเกือบทั้งหมดไปยังเซลล์ที่มีประจุ ดังนั้น เซลล์ที่มีประจุน้อยกว่าจะได้รับกระแสชาร์จเป็นระยะเวลานานขึ้น

หากไม่มีระบบจัดการแบตเตอรี่ BMS เซลล์ที่ชาร์จก่อนจะยังคงชาร์จต่อไป ซึ่งอาจทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไป แม้ว่าแบตเตอรี่ลิเธียมจะมีประสิทธิภาพดีเยี่ยม แต่ก็มีปัญหาเรื่องความร้อนสูงเกินไปเมื่อมีการจ่ายกระแสไฟฟ้าเกิน แบตเตอรี่ลิเธียมที่ร้อนเกินไปจะลดประสิทธิภาพลงอย่างมาก ในกรณีเลวร้ายที่สุด อาจทำให้ชุดแบตเตอรี่เสียหายได้

ประเภทของ BMS สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียม

ระบบการจัดการแบตเตอรี่อาจเรียบง่ายหรือซับซ้อนมาก ขึ้นอยู่กับกรณีการใช้งานและเทคโนโลยีที่แตกต่างกัน อย่างไรก็ตาม ระบบการจัดการเหล่านี้ล้วนมีเป้าหมายเพื่อดูแลแบตเตอรี่ การแบ่งประเภทที่พบบ่อยที่สุดมีดังนี้:

ระบบ BMS แบบรวมศูนย์

ระบบ BMS แบบรวมศูนย์สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมใช้ระบบการจัดการแบตเตอรี่ BMS เดียวสำหรับชุดแบตเตอรี่ แบตเตอรี่ทั้งหมดเชื่อมต่อกับ BMS โดยตรง ข้อดีหลักของระบบนี้คือมีขนาดกะทัดรัด และยังมีราคาไม่แพงอีกด้วย

ข้อเสียหลักคือ เนื่องจากแบตเตอรี่ทั้งหมดเชื่อมต่อกับชุด BMS โดยตรง จึงต้องใช้พอร์ตจำนวนมากในการเชื่อมต่อกับชุดแบตเตอรี่ ส่งผลให้มีสายไฟ ขั้วต่อ และสายเคเบิลจำนวนมาก ในชุดแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ อาจทำให้การบำรุงรักษาและการแก้ไขปัญหายุ่งยาก

BMS แบบโมดูลาร์สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียม

เช่นเดียวกับ BMS แบบรวมศูนย์ ระบบแบบโมดูลาร์จะเชื่อมต่อกับส่วนเฉพาะของชุดแบตเตอรี่ บางครั้งหน่วย BMS แบบโมดูลจะเชื่อมต่อกับโมดูลหลักที่ตรวจสอบประสิทธิภาพ ข้อดีหลักคือการแก้ไขปัญหาและการบำรุงรักษาทำได้ง่ายขึ้น อย่างไรก็ตาม ข้อเสียคือระบบจัดการแบตเตอรี่แบบโมดูลาร์มีราคาแพงกว่า

ระบบ BMS แบบแอคทีฟ

ระบบจัดการแบตเตอรี่ BMS แบบแอคทีฟจะตรวจสอบแรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า และความจุของชุดแบตเตอรี่ ระบบจะใช้ข้อมูลนี้เพื่อควบคุมการชาร์จและการคายประจุของระบบ เพื่อให้มั่นใจว่าชุดแบตเตอรี่มีความปลอดภัยในการใช้งาน และทำงานในระดับที่เหมาะสมที่สุด

ระบบ BMS แบบพาสซีฟ

ระบบ BMS แบบพาสซีฟสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมจะไม่ตรวจสอบกระแสและแรงดันไฟฟ้า แต่จะใช้ตัวตั้งเวลาแบบง่ายๆ เพื่อควบคุมอัตราการชาร์จและคายประจุของชุดแบตเตอรี่ แม้ว่าจะเป็นระบบที่มีประสิทธิภาพน้อยกว่า แต่ก็มีต้นทุนในการจัดหาน้อยกว่ามาก

ประโยชน์ของการใช้ระบบจัดการแบตเตอรี่ BMS

ระบบจัดเก็บแบตเตอรี่อาจประกอบด้วยแบตเตอรี่ลิเธียมจำนวนน้อยหรือหลายร้อยก้อน ระบบจัดเก็บแบตเตอรี่ดังกล่าวอาจมีแรงดันไฟฟ้าสูงสุด 800 โวลต์ และกระแสไฟฟ้า 300 แอมแปร์หรือมากกว่า

การจัดการชุดแบตเตอรี่แรงดันสูงอย่างไม่ถูกต้องอาจนำไปสู่ภัยพิบัติร้ายแรงได้ ดังนั้น การติดตั้งระบบจัดการแบตเตอรี่ BMS จึงเป็นสิ่งสำคัญเพื่อการใช้งานชุดแบตเตอรี่อย่างปลอดภัย ประโยชน์หลักของ BMS สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมสามารถอธิบายได้ดังนี้:

การดำเนินงานที่ปลอดภัย

สิ่งสำคัญคือต้องมั่นใจว่าแบตเตอรี่ขนาดกลางหรือใหญ่สามารถใช้งานได้อย่างปลอดภัย อย่างไรก็ตาม แม้แต่อุปกรณ์ขนาดเล็กอย่างโทรศัพท์ก็อาจเกิดเพลิงไหม้ได้ หากไม่ได้ติดตั้งระบบจัดการแบตเตอรี่ที่เหมาะสม

ความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งานที่เพิ่มขึ้น

ระบบจัดการแบตเตอรี่ช่วยให้มั่นใจได้ว่าเซลล์ภายในชุดแบตเตอรี่จะถูกใช้งานภายใต้พารามิเตอร์การทำงานที่ปลอดภัย ผลลัพธ์คือแบตเตอรี่ได้รับการปกป้องจากการชาร์จและการคายประจุที่รุนแรง ส่งผลให้ระบบพลังงานแสงอาทิตย์มีความน่าเชื่อถือและสามารถใช้งานได้ยาวนานหลายปี

ระยะและประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม

BMS ช่วยจัดการความจุของแต่ละหน่วยในชุดแบตเตอรี่ ช่วยให้มั่นใจได้ว่าชุดแบตเตอรี่จะมีความจุที่เหมาะสมที่สุด BMS คำนึงถึงความผันแปรของการคายประจุเอง อุณหภูมิ และการสึกหรอทั่วไป ซึ่งอาจทำให้ชุดแบตเตอรี่ไร้ประโยชน์หากไม่ได้รับการควบคุม

การวินิจฉัยและการสื่อสารภายนอก

BMS ช่วยให้สามารถตรวจสอบแบตเตอรี่ได้อย่างต่อเนื่องแบบเรียลไทม์ โดยอิงจากการใช้งานปัจจุบัน ช่วยให้ประเมินสภาพและอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ได้อย่างน่าเชื่อถือ ข้อมูลการวินิจฉัยที่ให้มายังช่วยให้มั่นใจได้ว่าปัญหาสำคัญต่างๆ จะถูกตรวจพบตั้งแต่เนิ่นๆ ก่อนที่จะลุกลามบานปลาย หากมองในแง่การเงิน BMS จะช่วยให้มั่นใจได้ว่ามีการวางแผนการเปลี่ยนแบตเตอรี่อย่างเหมาะสม

ลดต้นทุนในระยะยาว

BMS มาพร้อมกับต้นทุนเริ่มต้นที่สูง นอกเหนือจากต้นทุนชุดแบตเตอรี่ใหม่ที่สูง อย่างไรก็ตาม การดูแลและการป้องกันที่ BMS มอบให้จะช่วยลดต้นทุนในระยะยาว

สรุป

ระบบจัดการแบตเตอรี่ BMS เป็นเครื่องมือที่ทรงพลังและมีประสิทธิภาพที่ช่วยให้เจ้าของระบบโซลาร์เซลล์เข้าใจการทำงานของแบตเตอรี่สำรอง นอกจากนี้ยังช่วยให้ตัดสินใจทางการเงินได้อย่างชาญฉลาด พร้อมกับปรับปรุงความปลอดภัย อายุการใช้งาน และความน่าเชื่อถือของชุดแบตเตอรี่ ผลลัพธ์ที่ได้คือ เจ้าของระบบ BMS สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมจะได้รับประโยชน์สูงสุดจากเงินที่จ่ายไป