เพื่อเป็นการป้องกัน ระบบแบตเตอรี่ลิเธียมส่วนใหญ่ที่มีแรงดันไฟฟ้าเกือบทุกระดับจำเป็นต้องใช้ ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) เพื่อรักษาสภาพการทำงานของเซลล์ให้อยู่ในขีดจำกัด ซึ่งอาจมีความซับซ้อนตั้งแต่การปรับสมดุลเซลล์เพียงอย่างเดียว ไปจนถึงการตรวจสอบแรงดันไฟฟ้า อุณหภูมิ และกระแสไฟฟ้าของเซลล์ และหากตัวแปรใด ๆ ที่ตรวจสอบเกินขีดจำกัดการทำงาน จะใช้สวิตช์เซมิคอนดักเตอร์หรือรีเลย์เพื่อตัดการเชื่อมต่อชุดแบตเตอรี่ออกจาก UPS

เมื่อเชื่อมต่อ ล. ระบบแบตเตอรี่ลิเธียม ถึง ยูพีเอส การทราบและเข้าใจขีดจำกัดที่ BMS จะตัดการเชื่อมต่อแบตเตอรี่ถือเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง BMS หลายตัวจะส่งคำเตือนหากสภาวะการทำงานใกล้ถึงขีดจำกัดเหล่านี้ก่อนที่จะดำเนินการใดๆ ด้วยวิธีนี้ จึงสามารถดำเนินการบางอย่างเพื่อหลีกเลี่ยงการถูกตัดการเชื่อมต่อแบตเตอรี่จาก UPS ได้ โดยทั่วไป BMS จะไม่เชื่อมต่อแบตเตอรี่กลับเข้าไปจนกว่าจะลบสภาวะที่ทำให้เกิดการตัดการเชื่อมต่อออก เหตุผลประการที่สองของการทำความเข้าใจขีดจำกัดเหล่านี้ให้ดีคือเพื่อให้แน่ใจว่า UPS ในการทำงานปกติจะไม่เกินขีดจำกัดเหล่านี้ การตรวจสอบให้แน่ใจว่า UPS จะไม่เกินขีดจำกัดดังกล่าวถือเป็นแนวทางปฏิบัติที่ดีและเป็นการออกแบบระบบที่ดี

รูปที่ 1

ต่อไปนี้เป็นคำอธิบายสั้นๆ เกี่ยวกับฟังก์ชันต่างๆ ที่มีอยู่ใน BMS ทั่วไป

การปรับสมดุลเซลล์: วัตถุประสงค์ของการปรับสมดุลเซลล์คือการรักษาระดับแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของแต่ละเซลล์ หรือกลุ่มเซลล์ขนานในวงจรอนุกรมให้ใกล้เคียงกัน เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าของเซลล์มีความสัมพันธ์กับความจุ ดังนั้นด้วยคุณสมบัติทางเคมีของลิเธียม การรักษาระดับแรงดันไฟฟ้าให้เท่ากันจึงมีแนวโน้มที่จะรักษาระดับความจุของแต่ละเซลล์ให้เท่ากัน วิธีนี้จะช่วยป้องกันไม่ให้เซลล์ที่มีกำลังไฟฟ้าต่ำกว่า เช่น เซลล์ที่มีความจุต่ำกว่า ถูกคายประจุมากเกินไป เช่นเดียวกัน เซลล์ที่มีความจุสูงกว่าจะไม่ถูกคายประจุมากเกินไป ความสำคัญของการปรับสมดุลเซลล์สามารถดูได้จากรูปที่ 1 ในภาพนี้ แสดงวงจรการคายประจุและการชาร์จของชุดแบตเตอรี่ LFP สองชุด ซึ่งประกอบด้วยเซลล์ 12 เซลล์ต่ออนุกรม และ 3 เซลล์ต่อขนาน

ในกราฟการคายประจุ โปรดสังเกตว่าแรงดันไฟฟ้าของเซลล์บางเซลล์ในชุดแบตเตอรี่ที่ไม่มีการปรับสมดุลลดลงต่ำกว่า 2.0 โวลต์ ซึ่งเป็นขีดจำกัดต่ำสุด ใกล้สิ้นสุดการคายประจุ นี่คือการคายประจุมากเกินไปและเริ่มเกิดขึ้นหลังจากรอบที่แปดเท่านั้น ในชุดแบตเตอรี่ที่มีการปรับสมดุลเซลล์ แรงดันไฟฟ้าลดลงเหลือ 2.5 โวลต์สำหรับเซลล์ส่วนใหญ่ โดยมีเซลล์หนึ่งถึง 2.3 โวลต์ก่อนการคายประจุจะสิ้นสุดลง เซลล์ทั้งหมดสูงกว่าขีดจำกัด 2 โวลต์อย่างมาก

ระหว่างการชาร์จ หลังจากคายประจุครั้งที่แปด ให้สังเกตการกระจายตัวของแรงดันเซลล์ที่ประมาณ 0.59 โวลต์สำหรับชุดแบตเตอรี่ที่ไม่มีการปรับสมดุลเซลล์ เซลล์หนึ่งเกือบจะถึงขีดจำกัดแรงดันลอยตัวที่ 4.0 โวลต์ หากเกินขีดจำกัดนี้ถือว่าเกิดการชาร์จไฟเกิน เมื่อใช้ชุดแบตเตอรี่ที่มีการปรับสมดุลเซลล์ เซลล์จะถูกจัดกลุ่มอย่างแน่นหนาที่แรงดันลอยตัว 3.65 โวลต์

ฟังก์ชั่นการวัด: แรงดันไฟของเซลล์ดังที่แสดงในรูปที่ 1 เป็นหนึ่งในค่าเหล่านี้ วัตถุประสงค์ของการวัดนี้คือเพื่อให้แน่ใจว่าแรงดันไฟของเซลล์ใกล้เคียงกันเพียงพอที่จะสามารถชาร์จและคายประจุแบตเตอรี่ได้ในช่วงการทำงานที่ต้องการ ในบางกรณี BMS อาจไม่อนุญาตให้ชาร์จหรือคายประจุ อย่างน้อยก็ไม่ใช่ที่โหลดที่กำหนด จนกว่าแรงดันไฟของเซลล์จะอยู่ในช่วงที่กำหนดไว้ล่วงหน้า อีกวิธีหนึ่งคือการวัดกระแสผ่านเซลล์ โดยปกติแล้วจะมีขีดจำกัดกระแสสูงสุดในการชาร์จและคายประจุ ซึ่งหากเกินขีดจำกัดนี้ ระบบจะส่งสัญญาณเตือน และอาจตัดการเชื่อมต่อแบตเตอรี่ออกจาก UPS หากสภาวะดังกล่าวยังคงอยู่เป็นระยะเวลาหนึ่งตามที่กำหนด

การวัดค่าที่สามคืออุณหภูมิเซลล์ เมื่อประเมินระบบแบตเตอรี่สำหรับใช้งานร่วมกับ UPS ควรกำหนดให้วัดอุณหภูมิภายในเซลล์อย่างน้อยหนึ่งเซลล์ เนื่องจากอุณหภูมิจะสูงขึ้นอย่างรวดเร็วในกรณีที่เกิดเหตุการณ์ความร้อน การวัดอุณหภูมิภายในอาจไม่รวดเร็วหรือไวพอที่จะตรวจจับการเกิดภาวะความร้อนสูงเกินปกติและดำเนินการตัดการเชื่อมต่อแบตเตอรี่ BMS จะป้องกันแบตเตอรี่จากอุณหภูมิที่สูงเกินไปโดยการส่งสัญญาณเมื่ออุณหภูมิเซลล์ใกล้ถึงหรือถึงค่าสูงสุด และสุดท้ายจะตัดการเชื่อมต่อแบตเตอรี่ออกจาก UPS เมื่อถึงค่าสูงสุด การดำเนินการอื่นๆ ที่ BMS มักทำคือการจำกัดหรือเลื่อนการชาร์จแบตเตอรี่ออกไปจนกว่าอุณหภูมิจะลดลงจากค่าที่กำหนดอย่างเพียงพอ

BMS บางรุ่นอาจมีการวัดสถานะการชาร์จ (SOC) และตัวบ่งชี้สถานะสุขภาพ (SOH) ของระบบแบตเตอรี่ ค่า SOC ได้จากการวัดประจุไฟฟ้าในหน่วยแอมแปร์ชั่วโมง (Ah) เมื่อถอดออก (คายประจุ) และเปลี่ยนกลับ (ชาร์จ) โดยทั่วไปจะวัดประจุไฟฟ้าโดยการรวมกระแสเข้าหรือออกจากแบตเตอรี่เทียบกับเวลา เริ่มต้นด้วยค่าประจุไฟฟ้าที่ทราบแล้ว SOC คืออัตราส่วนของประจุไฟฟ้าสุทธิ (Ah ที่คายประจุ – Ah ที่มีประจุ) ต่อประจุไฟฟ้าที่พร้อมใช้งาน SOH เป็นตัวบ่งชี้ปริมาณการเสื่อมสภาพหรืออายุแบตเตอรี่ที่เกิดขึ้นนับตั้งแต่แบตเตอรี่ใหม่ วิธีการพื้นฐานคือการประเมินว่าประจุไฟฟ้าที่มีอยู่ลดลงเท่าใดตามอายุการใช้งาน โดยทั่วไปจะใช้การทดสอบการคายประจุโดยเริ่มจากสถานะที่ชาร์จเต็มเพื่อประเมินค่านี้ การสูญเสียความจุเมื่อแบตเตอรี่เสื่อมสภาพบางครั้งเรียกว่าการเสื่อมของความจุ

หากคุณกำลังมองหาแบตเตอรี่ที่มีไม่เพียงแต่อายุการใช้งานยาวนาน ประสิทธิภาพการคายประจุอย่างต่อเนื่อง ความสามารถในการชาร์จอย่างรวดเร็ว ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้น แต่ยังต้องการแบตเตอรี่ลิเธียมที่ช่วยให้คุณทำงานได้โดยไม่ต้องกังวล และความเครียดน้อยลงเกี่ยวกับความปลอดภัย แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต EverExceed เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับคุณ เพราะ แบตเตอรี่ EverExceed LFP สร้างด้วย BMS ระดับโลกภายในและรับประกันว่าไม่มีไฟไหม้ ไม่มีการระเบิดอย่างแน่นอน!