BMS (ระบบการจัดการแบตเตอรี่)

1、ภาพรวมฟังก์ชั่น

ฟังก์ชั่นการตรวจสอบข้อมูล

BMS สามารถตรวจสอบข้อมูลสำคัญต่างๆ ของชุดแบตเตอรี่ได้แบบเรียลไทม์ สามารถวัดแรงดันไฟฟ้าของเซลล์แต่ละเซลล์ได้อย่างแม่นยำ ตัวอย่างเช่น ในชุดแบตเตอรี่ลิเธียม สามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าของเซลล์แต่ละเซลล์ได้ และโดยปกติแล้วสามารถควบคุมช่วงข้อผิดพลาดได้ภายในไม่กี่มิลลิโวลต์ ในเวลาเดียวกัน ยังสามารถตรวจสอบกระแสรวมของชุดแบตเตอรี่ได้อีกด้วย ไม่ว่าจะเป็นกระแสชาร์จหรือกระแสปล่อย เพื่อระบุสถานะการทำงานของแบตเตอรี่

การตรวจสอบอุณหภูมิของแบตเตอรี่ก็เป็นส่วนสำคัญเช่นกัน BMS สามารถตรวจจับอุณหภูมิของส่วนต่างๆ ของแบตเตอรี่ได้แบบเรียลไทม์ผ่านเซ็นเซอร์อุณหภูมิที่กระจายอยู่ในชุดแบตเตอรี่ และความแม่นยำในการตรวจสอบอุณหภูมิสามารถอยู่ที่ประมาณ ± 1 ℃ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญในการป้องกันประสิทธิภาพที่ลดลงหรืออุบัติเหตุด้านความปลอดภัยที่เกิดจากแบตเตอรี่ร้อนเกินไปหรือเย็นเกินไป

ฟังก์ชั่นการประมาณค่าสถานะ

BMS สามารถประเมินสถานะของแบตเตอรี่ได้อย่างแม่นยำโดยอิงจากข้อมูลที่ตรวจสอบ โดยสถานะที่สำคัญที่สุดคือ SOC (State of Charge) ซึ่งเป็นการประมาณความจุแบตเตอรี่ที่เหลืออยู่ BMS ใช้ขั้นตอนวิธีที่ซับซ้อนร่วมกับพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น แรงดันแบตเตอรี่ กระแสไฟ อุณหภูมิ ฯลฯ เพื่อคำนวณพลังงานแบตเตอรี่ที่เหลืออยู่แบบเรียลไทม์ โดยโดยทั่วไปข้อผิดพลาดจะควบคุมได้ภายใน 5% -10% ทำให้ผู้ใช้ได้รับข้อมูลแบตเตอรี่ที่แม่นยำ

ในเวลาเดียวกัน BMS ยังสามารถประเมินสถานะสุขภาพ (SOH) ของแบตเตอรี่ได้อีกด้วย ซึ่งก็คือสถานะสุขภาพของแบตเตอรี่ โดยการบันทึกปัจจัยต่างๆ เช่น จำนวนรอบการชาร์จและการคายประจุ การเสื่อมสภาพของความจุ ฯลฯ ของแบตเตอรี่ในระยะยาว ก็สามารถระบุได้ว่าแบตเตอรี่มีอายุมาก ประสิทธิภาพลดลง และปัญหาอื่นๆ หรือไม่ ซึ่งจะช่วยให้มีข้อมูลอ้างอิงสำหรับการบำรุงรักษาและเปลี่ยนแบตเตอรี่

ฟังก์ชั่นปรับสมดุลแบตเตอรี่

ในแบตเตอรี่แพ็ค ประสิทธิภาพของเซลล์แต่ละเซลล์อาจแตกต่างกันไปเนื่องจากปัจจัยต่างๆ เช่น กระบวนการผลิตและสภาพแวดล้อมการใช้งาน ฟังก์ชันการปรับสมดุลของ BMS สามารถแก้ปัญหานี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยหลักๆ แล้วมีวิธีการปรับสมดุลอยู่ 2 วิธี วิธีหนึ่งคือการปรับสมดุลแบบพาสซีฟ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการต่อตัวต้านทานแบบขนานสำหรับแบตเตอรี่แต่ละก้อนในชุดแบตเตอรี่ เมื่อแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่สูงเกินไป พลังงานส่วนเกินจะถูกใช้ไปในรูปแบบของพลังงานความร้อนผ่านตัวต้านทาน อีกวิธีหนึ่งคือการปรับสมดุลแบบแอ็คทีฟ ซึ่งถ่ายโอนพลังงานจากแบตเตอรี่แรงดันไฟฟ้าสูงไปยังแบตเตอรี่แรงดันไฟฟ้าต่ำเพื่อให้เกิดความสมดุลของแรงดันไฟฟ้าระหว่างแบตเตอรี่ต่างๆ ในชุดแบตเตอรี่ จึงช่วยยืดอายุการใช้งานโดยรวมของชุดแบตเตอรี่ได้

ฟังก์ชั่นการป้องกันความปลอดภัย

BMS ถือเป็นตัวปกป้องที่สำคัญสำหรับความปลอดภัยของแบตเตอรี่ เมื่อแบตเตอรี่ได้รับความเสียหายจากการชาร์จมากเกินไป เช่น เมื่อแรงดันไฟในการชาร์จเกินเกณฑ์ความปลอดภัยที่กำหนดไว้ (โดยปกติแล้วแบตเตอรี่ลิเธียมจะมีข้อกำหนดที่เข้มงวดเกี่ยวกับแรงดันไฟตัดการชาร์จ) BMS จะตัดวงจรชาร์จทันทีเพื่อป้องกันไม่ให้แบตเตอรี่เสียหายหรือเกิดอุบัติเหตุด้านความปลอดภัยอันเนื่องมาจากการชาร์จมากเกินไป

ในทำนองเดียวกัน ในแง่ของการปล่อยประจุเกิน เมื่อแรงดันไฟของแบตเตอรี่ลดลงต่ำกว่าแรงดันไฟการปล่อยประจุขั้นต่ำที่กำหนด BMS จะหยุดการปล่อยประจุด้วยเช่นกัน เพื่อหลีกเลี่ยงการสูญเสียความจุที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ซึ่งเกิดจากการปล่อยประจุเกินของแบตเตอรี่ นอกจากนี้ เมื่อตรวจพบสถานการณ์ที่ผิดปกติ เช่น อุณหภูมิแบตเตอรี่สูงหรือไฟฟ้าลัดวงจร BMS จะดำเนินการอย่างรวดเร็ว เช่น ตัดวงจร ส่งสัญญาณเตือน เป็นต้น เพื่อให้แน่ใจว่าชุดแบตเตอรี่มีความปลอดภัย

2、ส่วนประกอบฮาร์ดแวร์

หน่วยควบคุมหลัก (MCU)

นี่คือส่วนประกอบหลักของ BMS ซึ่งเทียบเท่ากับสมอง MCU มักเป็นไมโครโปรเซสเซอร์ประสิทธิภาพสูงที่ทำหน้าที่รับและประมวลผลข้อมูลจากเซ็นเซอร์ต่างๆ โดยรันอัลกอริทึมที่ซับซ้อนเพื่อให้ได้ฟังก์ชันต่างๆ เช่น การประมาณสถานะแบตเตอรี่และการควบคุมสมดุล และสามารถตัดสินใจตามตรรกะของโปรแกรมที่ตั้งไว้ล่วงหน้า เช่น การออกคำสั่งควบคุมเพื่อเปิดใช้งานกลไกการป้องกันเมื่อตรวจพบสถานการณ์ที่ผิดปกติ

เซ็นเซอร์

เซ็นเซอร์วัดแรงดันไฟฟ้าใช้สำหรับวัดแรงดันไฟฟ้าของเซลล์และชุดแบตเตอรี่แต่ละเซลล์ เซ็นเซอร์เหล่านี้ต้องมีความแม่นยำและความน่าเชื่อถือสูงเพื่อให้มั่นใจได้ว่าข้อมูลแรงดันไฟฟ้าจะถูกเก็บรวบรวมได้อย่างแม่นยำ

เซ็นเซอร์วัดกระแสไฟฟ้ามีหน้าที่หลักในการวัดกระแสการชาร์จและการปล่อยประจุของชุดแบตเตอรี่ โดยทั่วไปแล้ว เซ็นเซอร์วัดกระแสไฟฟ้าแบบฮอลล์เอฟเฟกต์จะถูกใช้ ซึ่งสามารถวัดขนาดกระแสไฟฟ้าได้อย่างแม่นยำภายใต้สภาวะกระแสไฟฟ้าสูง และมีความเชิงเส้นที่ดี

เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิกระจายอยู่ในส่วนสำคัญต่างๆ ของชุดแบตเตอรี่ เช่น ระหว่างเซลล์แบตเตอรี่และบนพื้นผิวของโมดูลแบตเตอรี่ เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิทั่วไปได้แก่ เซ็นเซอร์เทอร์มิสเตอร์ ซึ่งสามารถตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิได้อย่างรวดเร็วและให้ข้อมูลอุณหภูมิแบบเรียลไทม์สำหรับ BMS

วงจรสมดุล

ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ วงจรปรับสมดุลเป็นส่วนประกอบสำคัญในการบรรลุฟังก์ชันปรับสมดุลแบตเตอรี่ สำหรับวงจรปรับสมดุลแบบพาสซีฟ วงจรเหล่านี้ประกอบด้วยตัวต้านทานปรับสมดุลและสวิตช์ควบคุมชุดหนึ่งเป็นหลัก เมื่อจำเป็นต้องปรับสมดุล สวิตช์ควบคุมจะเชื่อมต่อตัวต้านทานที่เกี่ยวข้องขนานกับเซลล์แบตเตอรี่แรงดันสูงตามคำแนะนำของ MCU เพื่อเริ่มกระบวนการปรับสมดุล

วงจรปรับสมดุลแบบแอ็คทีฟมีความซับซ้อนพอสมควรและอาจรวมถึงส่วนประกอบต่างๆ เช่น ตัวเหนี่ยวนำ ตัวเก็บประจุ และหลอดสวิตชิ่ง การสร้างวงจรถ่ายโอนพลังงานจะทำให้พลังงานถูกถ่ายโอนจากแบตเตอรี่แรงดันสูงไปยังแบตเตอรี่แรงดันสูง ทำให้ปรับสมดุลแบตเตอรี่ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

อินเทอร์เฟซการสื่อสาร

โดยทั่วไป BMS จะติดตั้งอินเทอร์เฟซการสื่อสารหลายตัว เช่น อินเทอร์เฟซบัส CAN อินเทอร์เฟซ RS-485 หรืออินเทอร์เฟซ SPI อินเทอร์เฟซการสื่อสารเหล่านี้ใช้สำหรับการสื่อสารกับอุปกรณ์ภายนอก เช่น การแลกเปลี่ยนข้อมูลกับหน่วยควบคุมยานพาหนะ (VCU) ของยานยนต์ไฟฟ้า ระบบตรวจสอบระบบกักเก็บพลังงาน เป็นต้น ผ่านอินเทอร์เฟซเหล่านี้ อุปกรณ์ภายนอกสามารถรับข้อมูลสถานะแบตเตอรี่ที่ตรวจสอบโดย BMS และยังส่งคำสั่งควบคุมไปยัง BMS เพื่อทำการตรวจสอบและจัดการชุดแบตเตอรี่จากระยะไกลได้อีกด้วย

• ก่อตั้งปี
  --
• ประเภทธุรกิจ
  --
• ประเทศ / ภูมิภาค
  --
• อุตสาหกรรมหลัก
  --
• ผลิตภัณฑ์หลัก
  --
• บุคคลที่ถูกกฎหมายขององค์กร
  --
• พนักงานทั้งหมด
  --
• มูลค่าการส่งออกประจำปี
  --
• ตลาดส่งออก
  --
• ลูกค้าที่ให้ความร่วมมือ
  --