ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) จัดการอะไร?

ในยานพาหนะพลังงานใหม่ สถานีพลังงานสำรอง และอุปกรณ์แบตเตอรี่ลิเธียม การทำงานที่ปลอดภัย มีประสิทธิภาพ และ-อายุการใช้งานยาวนานของชุดแบตเตอรี่ลิเธียมต้องอาศัย BMS (ระบบจัดการแบตเตอรี่) เป็นอย่างมาก หลายๆ คนรู้เพียงว่าแบตเตอรี่มีพลังงานและสามารถกักเก็บพลังงานได้ แต่พวกเขาไม่รู้ว่า BMS คือ "สมอง" ที่สำคัญของแบตเตอรี่ บทความนี้ซึ่งรวมเอาฟังก์ชันหลัก 5 ประการเข้าด้วยกัน จะแจกแจงประเด็นสำคัญเกี่ยวกับการจัดการแบตเตอรี่ที่จัดการโดย BMS อย่างครบถ้วน

ชิป BMS ทั้งหมดทำงานประมาณห้ามิติ ก่อให้เกิดวงปิดการจัดการแบตเตอรี่ที่สมบูรณ์: การตรวจจับ การป้องกัน การปรับสมดุล การจัดการความร้อน และการสื่อสาร

1. การตรวจจับ:การตรวจสอบแบบเรียลไทม์- ทำความเข้าใจสถานะที่สมบูรณ์ของแบตเตอรี่

BMS เปรียบเสมือน "ประสาทสัมผัสทั้งห้า" ของแบตเตอรี่ โดยรวบรวมข้อมูลหลักสามจุดอย่างต่อเนื่องทุกวันตลอด 24 ชั่วโมง ได้แก่ แรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า และอุณหภูมิ ด้วยการรวบรวมข้อมูลแรงดันไฟฟ้าทั้งหมด แรงดันไฟฟ้าแต่ละเซลล์ กระแสวงจรรวม และการรวบรวมข้อมูลอุณหภูมิหลายจุด- ทำให้สามารถบันทึกสภาพการทำงานแบบเรียลไทม์-ของแต่ละเซลล์ได้อย่างแม่นยำ โดยเป็นข้อมูลพื้นฐานสำหรับฟังก์ชันทั้งหมด

2. การป้องกัน:แผงป้องกันสี่-เพื่อปกป้องความปลอดภัยของแบตเตอรี่ จากข้อมูลที่รวบรวมโดยเซ็นเซอร์ BMS ได้รวมเอากลไกการป้องกันความปลอดภัยสี่-ชั้นเพื่อขจัดความเสี่ยงของไฟไหม้แบตเตอรี่ การพองตัว และความล้มเหลว: การป้องกันการชาร์จไฟเกิน, การป้องกันการคายประจุเกิน-, การป้องกันกระแสเกิน และ-การป้องกันอุณหภูมิเกิน เมื่อข้อมูลถึงเกณฑ์ที่เป็นอันตราย วงจรจะถูกตัดทันทีและพลังงานจะถูกจำกัด

3. การปรับสมดุล:การประสานงานของเซลล์สำหรับการชาร์จและการคายประจุแบบซิงโครไนซ์ แบตเตอรี่ลิเธียม-ประกอบด้วยเซลล์หลายสิบหรือหลายร้อยเซลล์ที่เชื่อมต่อกันเป็นอนุกรม ความจุของเซลล์และแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันสามารถเกิดขึ้นได้ระหว่างการใช้งานจากโรงงานและการใช้งานระยะยาว- และผลกระทบ "จุดอ่อนที่สุด" จะลดความจุโดยรวมของแพ็คลงอย่างมาก ฟังก์ชันการปรับสมดุลจะรวมแรงดันไฟฟ้าของเซลล์ ขจัดความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้า และปรับปรุงความจุและอายุการใช้งานแบตเตอรี่โดยรวม

4. การจัดการความร้อน:รักษาอุณหภูมิการทำงานของแบตเตอรี่ให้เหมาะสม ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลิเธียม-ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิสูง-ขึ้นอยู่กับ: การชาร์จที่อุณหภูมิต่ำ-ทำให้เกิดการชุบลิเธียมและเซลล์เสียหายได้ง่าย ในขณะที่การชาร์จและการคายประจุที่อุณหภูมิสูง-จะเร่งการเสื่อมสภาพและก่อให้เกิดอันตรายด้านความปลอดภัย BMS ร่วมกับระบบการจัดการระบายความร้อน เปิดใช้งานองค์ประกอบความร้อนเพื่ออุ่นแบตเตอรี่ที่อุณหภูมิต่ำ และเปิดใช้งานพัดลมและท่อระบายความร้อนด้วยของเหลวเพื่อกระจายความร้อนที่อุณหภูมิสูง โดยล็อคแบตเตอรี่ให้อยู่ในช่วงการทำงานที่เหมาะสมที่สุด

5. การสื่อสาร:การสื่อสารขึ้นและลงอำนวยความสะดวกในการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างรถและผู้ใช้

BMS ทำหน้าที่เป็น "โฆษก" ภายนอกของแบตเตอรี่ ภายในจะรวบรวมข้อมูลจากแต่ละเซลล์ผ่านการเชื่อมต่อเดซี่-เชน ภายนอกจะโต้ตอบกับ VCU ของรถยนต์และสถานีชาร์จผ่าน CAN บัส ซึ่งซิงโครไนซ์ข้อมูลกับคลาวด์และแอพมือถือไปพร้อม ๆ กัน สามารถส่งสัญญาณพลังงานและระดับแบตเตอรี่ไปยังยานพาหนะ และแสดงระยะทางที่เหลืออยู่และสถานะสุขภาพของแบตเตอรี่ให้กับเจ้าของ

เอซีย์-BP24-300A400Aเครื่องทดสอบบีเอ็มเอสเป็นแพลตฟอร์มการทดสอบที่มีความแม่นยำสูง-ซึ่งออกแบบมาเพื่อการตรวจสอบการทำงานที่ครอบคลุมของแผงป้องกันแบตเตอรี่ลิเธียมและระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS)

1. การรวบรวมข้อมูลแบตเตอรี่ดิบอย่างครอบคลุม

BMS อาศัยฮาร์ดแวร์การรับข้อมูลสี่ประเภทเพื่อให้ได้รับการตรวจจับข้อมูล:

• การวัดแรงดันไฟฟ้าทั้งหมด: ตรวจจับแรงดันไฟฟ้าโดยรวมของชุดแบตเตอรี่เพื่อกำหนดพลังงานสำรองโดยรวม
• การวัดแรงดันไฟฟ้าของเซลล์แต่ละเซลล์: รวบรวมแรงดันไฟฟ้าของแต่ละเซลล์เพื่อค้นหาเซลล์ที่ผิดปกติซึ่งมีแรงดันไฟฟ้าผิดปกติอย่างแม่นยำ
• การวัดกระแสรวม: ตรวจสอบกระแสวงจรการชาร์จและการคายประจุเพื่อคำนวณปริมาณประจุและการคายประจุ
• การวัดอุณหภูมิแบบหลาย-จุด: วางหัววัดอุณหภูมิไว้หลายตำแหน่งภายในชุดแบตเตอรี่เพื่อตรวจสอบอุณหภูมิของเซลล์ที่เพิ่มขึ้นแบบเรียลไทม์

หลังจากรวบรวมข้อมูลดิบแล้ว BMS จะคำนวณพารามิเตอร์สถานะหลักสี่พารามิเตอร์โดยอัตโนมัติ โดยเปลี่ยนข้อมูลดิบให้เป็นข้อมูลที่มีประสิทธิภาพที่ผู้ใช้และยานพาหนะสามารถเข้าใจได้

2. โล่ป้องกันสี่-

เมื่อตรวจพบข้อมูลที่ผิดปกติ BMS จะเปิดใช้งานการป้องกันแบบเป็นชั้นทันทีเพื่อขจัดความเสี่ยงของการระบายความร้อนที่แหล่งกำเนิด:

• การป้องกันการชาร์จไฟเกิน: เมื่อแรงดันไฟฟ้าของเซลล์ถึงขีดจำกัดบนระหว่างการชาร์จ (4.25V สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมทั่วไป) วงจรการชาร์จจะถูกตัดการเชื่อมต่อโดยอัตโนมัติ เพื่อป้องกันไม่ให้มีการชาร์จเพิ่มเติม รวมถึงเซลล์โป่งและไฟไหม้
• การป้องกันการคายประจุเกิน-: เมื่อแรงดันไฟฟ้าการคายประจุลดลงถึงขีดจำกัดล่าง (2.8V สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมทั่วไป) เอาต์พุตการคายประจุจะถูกตัดเพื่อป้องกันความเสียหายถาวรจากการเสื่อมสภาพของเซลล์ระดับลึก
• การป้องกันกระแสไฟเกิน: เมื่อกระแสไฟชาร์จ/คายประจุเกินเกณฑ์ความปลอดภัย ฟิวส์หรือสวิตช์แรงดันไฟฟ้าสูง-จะถูกกระตุ้นให้ตัดการเชื่อมต่อ เพื่อป้องกันไม่ให้กระแสไฟสูงทำลายเซลล์
• การป้องกันอุณหภูมิเกิน-: เมื่ออุณหภูมิของแบตเตอรี่เกินขีดจำกัดด้านความปลอดภัย (โดยทั่วไปคือ 55 องศา ) กำลังเอาต์พุตจะถูกจำกัดหรือแม้กระทั่งปิดเครื่อง เพื่อเริ่มการทำความเย็นและการกระจายความร้อน

กล่าวโดยย่อ: การตรวจจับคือดวงตาของ BMS การป้องกันคือมือและเท้า การระบุอันตรายอย่างแม่นยำเท่านั้นจึงจะสามารถดำเนินการเพื่อปกป้องความปลอดภัยของแบตเตอรี่ได้อย่างรวดเร็ว

1. การปรับสมดุลของเซลล์: การเอาชนะเอฟเฟกต์บาร์เรลและเพิ่มความจุแบตเตอรี่ให้สูงสุด
เมื่อเซลล์หลายเซลล์เชื่อมต่อแบบขนานหรือแบบอนุกรม แรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญจะเกิดขึ้น: ในระหว่างการชาร์จ เซลล์ที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงสุดจะถูกชาร์จเต็มก่อน ทำให้ระบบหยุดการชาร์จ ในขณะที่เซลล์แรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า-ที่เหลือไม่สามารถชาร์จจนเต็มได้ ในระหว่างการคายประจุ เซลล์ที่มีแรงดันไฟฟ้าต่ำสุดจะถูกปล่อยออกมาก่อน ทำให้ระบบต้องปิดการทำงาน ในขณะที่เซลล์แรงดันสูง-ยังคงมีประจุจำนวนมากอยู่ นี่คือเอฟเฟกต์แบบบาร์เรล โดยที่เซลล์เชื่อมต่อที่อ่อนแอที่สุดจะกำหนดความจุโดยรวมของก้อนแบตเตอรี่ BMS จะปรับความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าของเซลล์ให้เรียบขึ้นด้วยวิธีการปรับสมดุลสองวิธี:

การปรับสมดุลแบบพาสซีฟ:อาศัยตัวต้านทานเพื่อกระจายประจุส่วนเกินจากเซลล์ไฟฟ้าแรงสูง-เป็นความร้อน วิธีการนี้มีโครงสร้างเรียบง่ายและมีต้นทุนต่ำ แต่สิ้นเปลืองพลังงาน ส่วนใหญ่จะใช้ในอุปกรณ์-เก็บพลังงานต้นทุนต่ำและอุปกรณ์ความเร็วต่ำ-

การปรับสมดุลที่ใช้งานอยู่:ใช้ตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำเป็นตัวพาพลังงานเพื่อถ่ายโอนประจุส่วนเกินจากเซลล์ไฟฟ้าแรงสูง-ไปยังเซลล์ไฟฟ้าแรงต่ำ- วิธีการนี้ไม่สิ้นเปลืองพลังงานและมีประสิทธิภาพในการทรงตัวสูง และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในยานพาหนะพลังงานใหม่กระแสหลักและการจัดเก็บพลังงานระดับสูง-

หลังจากปรับสมดุลแล้ว แรงดันไฟฟ้าของเซลล์จะสม่ำเสมอ เพิ่มความจุในการใช้งานของชุดแบตเตอรี่ และยืดอายุการใช้งานของวงจรได้อย่างมาก

2. เครือข่ายการสื่อสารสองชั้น-สำหรับการทำงานร่วมกันของข้อมูล

การสื่อสาร BMS ประกอบด้วยสองเครือข่าย: ภายในและภายนอก

• การสื่อสารภายใน (สายโซ่เดซี่-): ชิปรับเซลล์เชื่อมต่อกันเป็นอนุกรมเพื่อรวบรวมข้อมูลแรงดันไฟฟ้าและอุณหภูมิจากแต่ละเซลล์พร้อมกัน จากนั้นจะรวมเข้ากับ MCU ควบคุมหลัก
• การสื่อสารภายนอก (CAN บัส + คลาวด์): โต้ตอบกับตัวควบคุมยานพาหนะ (VCU) และการชาร์จเสาเข็มผ่านสาย CAN ข้อมูลจะถูกอัปโหลดไปยังแพลตฟอร์มคลาวด์และแอปมือถือไปพร้อมกัน ช่วยให้เจ้าของสามารถตรวจสอบระดับแบตเตอรี่ ระยะการทำงาน ความสมบูรณ์ของแบตเตอรี่ และการแจ้งเตือนข้อผิดพลาดได้ตลอดเวลา

แบตเตอรี่ลิเธียมเป็นส่วนประกอบในการจัดเก็บพลังงานที่ไวต่ออุณหภูมิอย่างยิ่ง-: อุณหภูมิโดยรอบต่ำอาจทำให้เกิดการสะสมของลิเธียมภายในเซลล์ระหว่างการชาร์จ ซึ่งสร้างความเสียหายอย่างถาวรต่อความจุของแบตเตอรี่ การชาร์จและการคายประจุพลังงานสูง-อย่างต่อเนื่องที่อุณหภูมิสูงจะช่วยเร่งการสลายตัวของอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งนำไปสู่การระบายความร้อนได้อย่างง่ายดาย BMS (ระบบการจัดการแบตเตอรี่) ทำงานร่วมกับระบบการจัดการความร้อนทั้งหมดเพื่อให้เกิดการควบคุมอุณหภูมิแบบสองทิศทาง:

• สภาวะอุณหภูมิต่ำ-: องค์ประกอบความร้อนในตัว-ถูกเปิดใช้งานเพื่อให้ความร้อนแก่แบตเตอรี่อย่างสม่ำเสมอ ช่วยให้สามารถชาร์จและคายประจุพลังงานสูง-ได้หลังจากถึงอุณหภูมิที่เหมาะสมเท่านั้น
• สภาวะอุณหภูมิสูง-: พัดลมระบายความร้อนและท่อระบายความร้อนด้วยของเหลวจะทำงานเพื่อขจัดความร้อนออกจากเซลล์ ส่งผลให้อุณหภูมิโดยรวมของก้อนแบตเตอรี่ลดลง ขณะเดียวกันก็จำกัดกำลังเอาต์พุตเพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไป สภาพแวดล้อมการควบคุมอุณหภูมิที่เสถียรเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการยืดอายุวงจรแบตเตอรี่และป้องกันอุบัติเหตุด้านความปลอดภัย

ถ้าเราเปรียบเทียบชุดแบตเตอรี่ลิเธียมกับคลังสินค้า และเซลล์กับชั้นวางที่เก็บพลังงานไฟฟ้า BMS จะเป็นผู้จัดการ-โดยทั่วกัน โดยทำหน้าที่เป็นพ่อบ้าน บอดี้การ์ด แพทย์ และผู้ประสานงาน:

ไม่ว่าจะเป็นยานพาหนะโดยสารพลังงานใหม่ รถสามล้อไฟฟ้า รถจักรยานไฟฟ้า การจัดเก็บพลังงานในอุตสาหกรรมและเชิงพาณิชย์ หรืออุปกรณ์แบตเตอรี่ลิเธียมแบบพกพา BMS ที่ได้รับการออกแบบอย่างดีและใช้งานได้เต็มรูปแบบ-เป็นข้อกำหนดเบื้องต้นหลักสำหรับการทำงานที่ปลอดภัยและมีเสถียรภาพของระบบแบตเตอรี่ลิเธียม และเป็นส่วนประกอบหลักที่ขาดไม่ได้ในกระบวนการวิจัย การพัฒนา การผลิต และการรีไซเคิลของอุตสาหกรรมแบตเตอรี่ลิเธียม

เรามีอุปกรณ์ทดสอบแบตเตอรี่ลิเธียม BMS และ BMS โปรดติดต่อเราหากคุณมีคำถามใด ๆ

Acey New Energy มีความเชี่ยวชาญในการวิจัยและการผลิตอุปกรณ์-ระดับไฮเอนด์สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียม- เราสามารถจัดหา-โซลูชันครบวงจรสำหรับสายการประกอบชุดแบตเตอรี่ลิเธียม หากคุณยังใหม่ในอุตสาหกรรมแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน และต้องการสร้างสายการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนหรือสายการประกอบชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนของคุณเอง เราสามารถให้การสนับสนุนและคำแนะนำด้านเทคนิคระดับมืออาชีพแก่คุณได้ โปรดติดต่อเรา!

ติดต่อได้เลย