Hệ thống quản lý pin BMS là một công cụ mạnh mẽ giúp cải thiện tuổi thọ pin của hệ thống điện mặt trời. Hệ thống quản lý pin BMS cũng giúp đảm bảo pin an toàn và đáng tin cậy. Dưới đây là 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
Hệ thống quản lý pin lithium (BMS) sử dụng máy tính chuyên dụng và các cảm biến để điều chỉnh hoạt động của pin. Các cảm biến kiểm tra nhiệt độ, tốc độ sạc, dung lượng pin, v.v. Sau đó, một máy tính tích hợp trên hệ thống BMS sẽ thực hiện các phép tính để điều chỉnh quá trình sạc và xả pin. Mục tiêu của hệ thống là cải thiện tuổi thọ của hệ thống lưu trữ pin mặt trời, đồng thời đảm bảo vận hành an toàn và đáng tin cậy.
Các thành phần của hệ thống quản lý pin
Hệ thống quản lý pin BMS bao gồm nhiều thành phần chính hoạt động cùng nhau để mang lại hiệu suất tối ưu cho bộ pin. Các thành phần đó là:
Bộ sạc pin
Bộ sạc cung cấp điện cho bộ pin với điện áp và lưu lượng phù hợp để đảm bảo pin được sạc tối ưu.
Màn hình pin
Bộ theo dõi pin là một bộ cảm biến theo dõi tình trạng pin và các thông tin quan trọng khác như trạng thái sạc và nhiệt độ.
Bộ điều khiển pin
Bộ điều khiển quản lý quá trình sạc và xả của bộ pin. Nó đảm bảo dòng điện đi vào và ra 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 BMS có thể truy cập tất cả thông tin từ hệ thống năng lượng mặt trời.
Các tính năng của Hệ thống quản lý pin BMS
Mỗi hệ thống quản lý pin lithium đều có những tính năng riêng. Tuy nhiên, hai tính năng quan trọng nhất của nó là bảo vệ và quản lý dung lượng pin. Việc bảo vệ pin được thực hiện bằng cách đảm bảo bảo vệ điện và bảo vệ nhiệt.
Bảo vệ điện nghĩa là hệ thống quản lý pin sẽ tắt nếu vượt quá vùng hoạt động an toàn (SOA). Bảo vệ nhiệt có thể là điều chỉnh nhiệt độ chủ động hoặc thụ động để giữ pin trong phạm vi SOA của nó.
Về quản lý dung lượng pin, BMS cho pin lithium được thiết kế để tối đa hóa dung lượng. Một bộ pin cuối cùng sẽ trở nên vô dụng nếu không được quản lý dung lượng.
Yêu cầu đối với việc quản lý dung lượng là mỗi pin trong bộ pin có hiệu suất hơi khác nhau. Sự khác biệt về hiệu suất này thể hiện rõ nhất ở tỷ lệ rò rỉ. Khi mới, bộ pin có thể hoạt động tối ưu. Tuy nhiên, theo thời gian, sự khác biệt về hiệu suất cell pin sẽ ngày càng lớn. Do đó, điều này có thể dẫn đến hư hỏng hiệu suất. Kết quả là toàn bộ bộ pin sẽ hoạt động trong điều kiện không an toàn.
Tóm lại, hệ thống quản lý pin BMS sẽ loại bỏ điện tích khỏi các cell pin được sạc nhiều nhất, giúp ngăn ngừa tình trạng sạc quá mức. Nó cũng cho phép các cell pin được sạc ít hơn nhận được dòng điện sạc cao hơn.
Hệ thống quản lý pin lithium cũng sẽ chuyển hướng một phần hoặc gần như toàn bộ dòng điện sạc xung quanh các cell đã được sạc đầy. Do đó, các cell ít được sạc sẽ nhận được dòng điện sạc trong thời gian dài hơn.
Nếu không có hệ thống quản lý pin BMS, các cell pin 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 vấn đề quá nhiệt khi dòng điện quá lớn. Quá nhiệt làm giảm đáng kể hiệu suất của pin lithium. 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 phức tạp tùy theo từng trường hợp sử dụng và công nghệ khác nhau. Tuy nhiên, tất cả đều hướng đến mục tiêu quản lý bộ pin. Các phân loại phổ biến nhất là:
Hệ thống BMS tập trung
Hệ thống quản lý pin lithium tập trung sử dụng một hệ thống quản lý pin BMS duy nhất cho toàn bộ pin. Tất cả pin được kết nối trực tiếp với BMS. Ưu điểm chính của hệ thống này là nhỏ gọn và giá cả phải chăng hơn.
Nhược điểm chính của nó là vì tất cả pin đều được kết nối trực tiếp với bộ BMS, nên cần rất nhiều cổng để kết nối với bộ pin. Kết quả là cần rất nhiều dây, đầu nối và cáp. Trong một bộ pin lớn, điều này có thể làm phức tạp việc bảo trì và khắc phục sự cố.
BMS mô-đun cho pin Lithium
Giống như hệ thống quản lý pin tập trung, hệ thống mô-đun được kết nối với một phần chuyên dụng của bộ pin. Các đơn vị BMS mô-đun đôi khi được kết nối với một mô-đun chính để giám sát 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 chi phí cao hơn.
Hệ thống BMS chủ động
Hệ thống quản lý pin BMS chủ động theo dõi điện áp, dòng điện và dung lượng của bộ pin. Hệ thống sử dụng thông tin này để kiểm soát quá trình sạc và xả của hệ thống, đảm bảo bộ pin hoạt động an toàn và ở mức tối ưu.
Hệ thống BMS thụ động
Hệ thống quản lý pin thụ động (BMS) 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 hệ thống này kém hiệu quả hơn, nhưng chi phí đầu tư 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 điện áp định mức lên đến 800V và dòng điện từ 300A trở lên.
Việc quản lý không tốt một bộ pin điện áp cao như vậy có thể dẫn đến những thảm họa nghiêm trọng. Do đó, việc lắp đặt hệ thống quản lý pin BMS là rất quan trọng để vận hành bộ pin an toàn. Những lợi ích chính của BMS đối với pin lithium có thể được nêu như sau:
Hoạt động an toàn
Việc đảm bảo hoạt động an toàn cho bộ pin cỡ trung bình hoặc lớn là rất cần thiết. Tuy nhiên, ngay cả những thiết bị nhỏ như điện thoại cũng có thể bốc cháy nếu không lắp đặt hệ thống quản lý pin phù hợp.
Độ tin cậy và tuổi thọ được cải thiện
Hệ thống quản lý pin đảm bảo các cell pin trong bộ pin được sử dụng trong thông số vận hành an toàn. Kết quả là pin được bảo vệ khỏi hiện tượng sạc và xả mạnh, tạo nên một hệ thống năng lượng mặt trời đáng tin cậy, có thể cung cấp dịch vụ đáng tin cậy trong nhiều năm.
Phạm vi và hiệu suất tuyệt vời
Hệ thống quản lý pin (BMS) giúp quản lý dung lượng của từng đơn vị trong bộ pin. Nó đảm bảo đạt được dung lượng pin tối ưu. BMS tính đến các biến động về tự xả, nhiệt độ và hao mòn chung, những yếu tố có thể khiến bộ pin trở nên vô dụng nếu không được kiểm soát.
Chẩn đoán và Truyền thông Bên ngoài
Hệ thống quản lý pin (BMS) cho phép giám sát liên tục, theo thời gian thực tình trạng pin. Dựa trên mức sử dụng hiện tại, hệ thống cung cấp ước tính đáng tin cậy về tình trạng pin và tuổi thọ dự kiến. Thông tin chẩn đoán được cung cấp cũng đảm bảo phát hiện sớm mọi sự cố nghiêm trọng trước khi chúng trở nên nghiêm trọng. Về mặt tài chính, hệ thống này có thể giúp đảm bảo kế hoạch thay thế pin phù hợp.
Giảm chi phí trong dài hạn
BMS có chi phí ban đầu cao, chưa kể chi phí mua bộ pin mới cũng cao. Tuy nhiên, khả năng giám sát và bảo vệ của BMS giúp giảm chi phí về lâu dài.
Bản tóm tắt
Hệ thống quản lý pin BMS là một công cụ mạnh mẽ và hiệu quả, giúp chủ sở hữu hệ thống năng lượng mặt trời hiểu rõ cách thức hoạt động của hệ thống pin. 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 hệ thống BMS cho pin lithium sẽ tận dụng tối đa chi phí đầu tư.
