Ⅰ: Mô tả ngắn gọn về hệ thống quản lý pin lithium BMS
Như chúng ta đã biết, BMS chủ yếu được sử dụng trong pin lithium và pin axit-chì thường không có hệ thống quản lý này. Xu hướng sử dụng pin lithium trên thị trường đang tăng đều đặn, chính xác là do pin lithium cần nhiều BMS hơn pin axit-chì để bảo vệ các tế bào. Tóm lại, BMS là một hệ thống quản lý, điều khiển và sử dụng bộ pin lithium. BMS là "Bộ não" của hệ điều hành pin lithium, nhận và gửi thông tin từ pin và từng cổng bên ngoài, phân tích chuyên sâu và xử lý thông tin cũng như các lệnh công việc gửi đi. Do đó, BMS là cầu nối giữa pin và người dùng, giám sát trạng thái của pin, ngăn chặn tình trạng sạc quá mức và xả quá mức của pin, đảm bảo an toàn. BMS xác định trạng thái của toàn bộ hệ thống pin bằng cách phát hiện từng ô riêng lẻ trong bộ pin. BMS điều chỉnh hệ thống pin theo trạng thái một ô và thực hiện quản lý sạc và xả để đảm bảo hoạt động an toàn và ổn định.
Ⅱ: Tại sao pin lithium cần BMS
Pin lithium cần được bảo vệ, theo đặc tính của pin lithium. Sạc và xả quá nhiều sẽ làm hỏng thành phần hóa học bên trong pin, làm chập
tuổi thọ pin, và thậm chí gây ra hậu quả nghiêm trọng. Việc sạc quá mức cũng sẽ khiến pin nóng lên và gây ra các mối nguy hiểm về an toàn như hỏa hoạn. Để đảm bảo an toàn, việc sử dụng pin lithium cần đáp ứng các yêu cầu an toàn:
1. Yêu cầu bảo vệ cơ bản: bảo vệ quá tải, bảo vệ quá xả;
2. Tăng cường các yêu cầu bảo vệ: Bảo vệ quá dòng, bảo vệ nhiệt độ cao, bảo vệ nhiệt độ thấp, bảo vệ ngắn mạch, bảo vệ phân cực ngược;
3. Yêu cầu mở rộng: hiệu suất cân bằng tốt, chênh lệch áp suất thấp, chênh lệch nhiệt độ thấp;
Do đó, cần có một hệ thống bảo vệ đặc biệt để theo dõi tình trạng của pin lithium và quản lý hoạt động bình thường của nó. Để giảm khối lượng công việc và chi phí bảo trì, BMS có chức năng ước tính phí, có thể nắm bắt chính xác trạng thái sạc. Đồng thời, BMS có mức tiêu thụ điện năng thấp hơn để giảm tần suất bảo trì và kéo dài tuổi thọ của pin lithium.
Ⅲ: Vai trò BMS
Pin lithium là một loại pin có dự trữ năng lượng lớn và mức độ phổ biến của thị trường tiếp tục tăng. Một số thương nhân vô đạo đức đưa pin giả và kém chất lượng vào thị trường. Pin lithium kém chất lượng có nhiều vấn đề nghiêm trọng, thậm chí phát nổ do sạc quá mức và xả quá mức, hoặc có thể phát nổ do đoản mạch bên trong. Tuy nhiên, vai trò của BMS là đảm bảo an toàn cho pin lithium. Một bộ pin lithium bao gồm các pin lithium nhỏ được kết nối song song. Đặt một tấm bảo vệ vào khe hở của pin lithium bên trong để tách chúng ra.
Tấm bảo vệ được làm bằng ván sợi không dẫn điện, bên ngoài được phủ một lớp dầu. Mọi người đều biết dầu không dẫn điện nên BMS có thể cách ly pin lithium để tránh đoản mạch.
Thứ hai, BMS cũng có chức năng tránh sạc pin quá mức. Khi nguồn điện bên ngoài sạc pin liên tục và nhanh chóng, nguồn điện bên trong của pin lithium đạt đến một mức nhất định và BMS sẽ tự động cắt nguồn điện sạc bên ngoài. Nguồn điện bên ngoài sẽ không tiếp tục vào pin. BMS cũng có chức năng tránh xả pin quá mức. Khi pin lithium được xả quá mức, BMS có thể cảm nhận được rằng nội dung của pin sẽ thay đổi, sau đó nhanh chóng cắt nguồn cung cấp năng lượng xả để pin lithium không xả hết điện.
Do đó, về cơ bản chúng ta có thể tóm tắt vai trò của BMS như ba điểm sau:
1. Đảm bảo an toàn cho pin và kéo dài tuổi thọ của pin, đây là điều kiện cần thiết đối với pin lithium-ion;
2. Tránh sạc quá mức, xả quá mức, quá dòng, đoản mạch, v.v. của bộ pin và tránh pin lithium bắt lửa do hỏng hóc;
3. Chức năng cân bằng để đảm bảo sự ổn định của dòng điện bên trong và hiệu suất vượt trội;
Ⅳ: Các chức năng bổ sung của BMS
Cấu trúc sơ đồ cấu trúc liên kết BMS phổ biến là hai khối chính: mô đun điều khiển chính và mô đun điều khiển phụ. Nó bao gồm một đơn vị xử lý trung tâm, mô-đun thu thập dữ liệu, mô-đun phát hiện dữ liệu, mô-đun đơn vị hiển thị, thành phần điều khiển, v.v. Giao tiếp thông tin dữ liệu giữa các mô-đun được thực hiện bằng cách áp dụng công nghệ bus CAN.
Dựa trên các chức năng của từng mô-đun, BMS có thể thực hiện giám sát thời gian thực các thông số như điện áp, dòng điện và nhiệt độ của pin lithium. BMS cũng có thể thực hiện quản lý nhiệt, quản lý cân bằng, phát hiện điện áp cao và cách điện, v.v. trên pin, đồng thời có thể ước tính dung lượng pin còn lại, công suất sạc và xả cũng như trạng thái sạc (SOC) và tình trạng sức khỏe (SOH) . Một BMS tốt cũng có cảm biến nhiệt độ có thể theo dõi điện áp của một bộ pin và phát hiện pin hoạt động kém.
Do đó, chúng ta có thể kết luận rằng ngoài việc giải quyết các vấn đề bảo mật cơ bản, các nguyên tắc làm việc bổ sung của BMS như sau:
1. Chức năng giao tiếp—khách hàng cần biết thông tin trạng thái hoạt động của bộ pin, RS232/RS485/CAN, v.v.;
2. Tính toán 2.SOC (State Of Charge) / ước tính SOH;
3. Chức năng báo động - khi có vấn đề với pin, bạn cần thông báo kịp thời cho khách hàng;
4. Chức năng ghi lại - tốt nhất là ghi lại dữ liệu quá trình chạy lịch sử, bao gồm dữ liệu cảnh báo, v.v.;
5.Chức năng chẩn đoán lỗi - bảng bảo vệ hoặc hệ thống quản lý sẽ có thể chẩn đoán nếu có sự cố;
6. Chức năng hiển thị - khách hàng có thể trực tiếp đọc thông tin và đặt tham số thông qua màn hình hiển thị;
7. Chức năng cân bằng - theo thông tin của pin đơn, làm cho dung lượng của bộ pin càng gần với ô đơn nhỏ nhất càng tốt;
