เพื่อเป็นการป้องกัน ระบบแบตเตอรี่ลิเธียมส่วนใหญ่ที่มีแรงดันไฟฟ้าเกือบทุกสายจำเป็นต้องมีระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS)เพื่อรักษาสภาพการทำงานของเซลล์ให้อยู่ภายในขีดจำกัด สิ่งเหล่านี้อาจมีความซับซ้อนตั้งแต่การปรับสมดุลของเซลล์ไปจนถึงการตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าของเซลล์ อุณหภูมิและกระแสของเซลล์ และโดยการใช้สวิตช์เซมิคอนดักเตอร์หรือรีเลย์ จะปลดชุดแบตเตอรี่ออกจากยูพีเอส หากมีตัวแปรใด ๆ ที่ตรวจสอบเกินขีดจำกัดการทำงาน

เมื่อเชื่อมต่อระบบแบตเตอรี่ลิ เธียม กับUPSจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องทราบและทำความเข้าใจขีดจำกัดที่ BMS จะตัดการเชื่อมต่อแบตเตอรี่ BMS หลายแห่งจะส่งคำเตือนหากสภาวะการทำงานเข้าใกล้ขีดจำกัดเหล่านี้ก่อนที่จะดำเนินการใดๆ ในลักษณะนี้ คุณสามารถดำเนินการบางอย่างเพื่อหลีกเลี่ยงการถอดแบตเตอรี่ออกจาก UPS โดยทั่วไป BMS จะไม่เชื่อมต่อแบตเตอรี่ใหม่จนกว่าจะลบเงื่อนไขที่ทำให้เกิดการกระทำออกไป เหตุผลที่สองสำหรับการทำความเข้าใจขีดจำกัดเป็นอย่างดีก็คือ เพื่อให้แน่ใจว่ายูพีเอสในการทำงานปกติจะไม่เกินขีดจำกัดเหล่านั้น การดูแลตรวจสอบว่า UPS จะต้องไม่เกินขีดจำกัดถือเป็นแนวปฏิบัติที่ดีและการออกแบบระบบที่ดี

รูปที่ 1

ต่อไปนี้เป็นคำอธิบายโดยย่อเกี่ยวกับฟังก์ชันที่มีอยู่ใน BMS ทั่วไป

การปรับสมดุลเซลล์: จุดประสงค์ของการปรับสมดุลเซลล์คือเพื่อรักษาแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของแต่ละเซลล์หรือกลุ่มเซลล์คู่ขนานในสตริงอนุกรมให้เท่ากันโดยประมาณ เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าของเซลล์มีความสัมพันธ์กับความจุด้วยเคมีลิเธียม การรักษาให้เท่ากันจึงมีแนวโน้มที่จะรักษาความจุของแต่ละเซลล์ให้เท่ากัน สิ่งนี้จะทำหน้าที่ป้องกันไม่ให้เซลล์ที่อ่อนแอกว่าซึ่งมีความจุต่ำกว่าจากการถูกปล่อยออกมามากเกินไป ในทำนองเดียวกัน เซลล์ที่มีความจุสูงกว่าจะไม่ถูกชาร์จมากเกินไป ความสำคัญของการปรับสมดุลเซลล์สามารถดูได้ในรูปที่ 1 ในที่นี้ จะแสดงวงจรการคายประจุและการชาร์จของชุด LFP สองชุดซึ่งประกอบด้วยเซลล์ 12 เซลล์เป็นอนุกรมและ 3 เซลล์ขนานกัน

บนจุดจ่ายไฟ ให้สังเกตว่าแรงดันไฟฟ้าของเซลล์บางส่วนในชุดที่ไม่มีการปรับสมดุลลดลงต่ำกว่า 2.0 V ซึ่งเป็นขีดจำกัดขั้นต่ำ ใกล้ถึงจุดสิ้นสุดของการคายประจุ นี่เป็นการคายประจุมากเกินไปและเริ่มเกิดขึ้นหลังจากรอบที่แปดเท่านั้น ในแพ็คที่มีการปรับสมดุลเซลล์ แรงดันไฟฟ้าลดลงเหลือ 2.5 V สำหรับเซลล์ส่วนใหญ่ โดยที่เซลล์หนึ่งจะถึง 2.3 V ก่อนที่การคายประจุจะสิ้นสุดลง เซลล์ทั้งหมดอยู่เหนือขีดจำกัด 2 V อย่างมาก

ในระหว่างการชาร์จ หลังจากการคายประจุครั้งที่แปด ให้สังเกตการแพร่กระจายของแรงดันไฟฟ้าของเซลล์ประมาณ 0.59 V สำหรับแบตเตอรี่ที่ไม่มีการปรับสมดุลของเซลล์ เซลล์หนึ่งเกือบถึงขีดจำกัดแรงดันไฟฟ้าลอยที่ 4.0 V ซึ่งเกินขีดจำกัดนี้คือการชาร์จไฟเกิน ด้วยชุดที่มีการปรับสมดุลเซลล์ เซลล์ต่างๆ จะถูกจัดกลุ่มอย่างแน่นหนารอบๆ แรงดันไฟฟ้าลอยที่ 3.65 V

ฟังก์ชันการวัด: แรงดันไฟฟ้าของเซลล์ ดังแสดงในรูปที่ 1 เป็นหนึ่งในนั้น วัตถุประสงค์ของการวัดนี้คือเพื่อให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าของเซลล์อยู่ใกล้กันเพียงพอที่จะสามารถชาร์จและคายประจุแบตเตอรี่ได้เกินช่วงการทำงานที่ต้องการ ในบางกรณี BMS อาจไม่อนุญาตให้มีการชาร์จหรือการคายประจุ อย่างน้อยก็ไม่ใช่ที่โหลดที่กำหนด จนกว่าแรงดันไฟฟ้าของเซลล์จะอยู่ภายในช่วงที่กำหนดไว้ล่วงหน้าของกันและกัน การวัดอีกอย่างหนึ่งคือกระแสผ่านเซลล์ โดยปกติจะมีขีดจำกัดกระแสการชาร์จและการคายประจุสูงสุด ซึ่งหากเกินขีดจำกัดจะทำให้เกิดคำเตือน และอาจถอดแบตเตอรี่ออกจาก UPS หากสภาพยังคงอยู่ตามระยะเวลาที่กำหนด

การวัดที่สามคืออุณหภูมิของเซลล์ เมื่อประเมินระบบแบตเตอรี่เพื่อใช้กับยูพีเอส ควรวัดอุณหภูมิเคสของเซลล์ตั้งแต่หนึ่งเซลล์ขึ้นไป เนื่องจากอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในกรณีของเหตุการณ์ความร้อน การวัดอุณหภูมิอากาศ (ภายใน) อาจไม่เร็วเพียงพอ หรือละเอียดอ่อนเพียงพอที่จะตรวจจับการเริ่มเกิดความร้อนที่หมุนเวียนออก และดำเนินการถอดแบตเตอรี่ออก BMS จะป้องกันแบตเตอรี่จากอุณหภูมิที่มากเกินไปโดยการส่งสัญญาณเมื่ออุณหภูมิของเซลล์ใกล้ถึงหรือถึงค่าสูงสุด และจะถอดแบตเตอรี่ออกจาก UPS ในที่สุดหากถึงค่าสูงสุด การดำเนินการอื่นๆ ที่ BMS ดำเนินการในบางครั้งคือการจำกัดหรือเลื่อนการชาร์จแบตเตอรี่จนกว่าอุณหภูมิจะลดลงจากขีดจำกัดอย่างเพียงพอ

BMS บางรุ่นอาจมีการวัดสถานะการชาร์จ (SOC) และการบ่งชี้สถานะสุขภาพ (SOH) ของระบบแบตเตอรี่ SOC ได้มาจากการวัดประจุในหน่วยแอมป์ชั่วโมง (Ah) ที่ถอดออก (คายประจุ) และเปลี่ยนใหม่ (ชาร์จ) โดยทั่วไปการชาร์จจะวัดโดยการรวมกระแสเข้าหรือออกจากแบตเตอรี่ตามเวลา เริ่มต้นด้วยมูลค่าที่ทราบของประจุที่มีอยู่ SOC เป็นเพียงอัตราส่วนของประจุสุทธิ (Ah ที่ปล่อยออกมา – ประจุ Ah) ต่อประจุที่มีอยู่ SOH เป็นตัวบ่งชี้ปริมาณการเสื่อมสภาพหรือการเสื่อมสภาพที่เกิดขึ้นตั้งแต่แบตเตอรี่ยังใหม่ วิธีการพื้นฐานคือการกำหนดว่าค่าใช้จ่ายที่มีอยู่จะลดลงเท่าใดตามอายุ มักจะใช้การทดสอบการคายประจุโดยเริ่มจากสถานะที่ชาร์จเต็มแล้วเพื่อทำการประมาณค่านี้ การสูญเสียความจุเมื่ออายุแบตเตอรี่บางครั้งเรียกว่าความจุลดลง

หากคุณกำลังมองหาแบตเตอรี่ที่ไม่เพียงแต่มีอายุการใช้งานยาวนาน ประสิทธิภาพการคายประจุที่ต่อเนื่อง ความสามารถในการชาร์จที่รวดเร็ว ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้น แต่ยังรวมถึงถ้าคุณต้องการแบตเตอรี่ลิเธียมที่จะทำให้คุณไม่ต้องกังวล และลดความเครียดเกี่ยวกับความปลอดภัย EverExceed แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับคุณ เนื่องจากแบตเตอรี่ EverExceed LFPสร้างขึ้นภายใน BMS ระดับโลก และรับประกันว่าคุณจะไม่เกิดเพลิงไหม้ ไม่มีการระเบิด!