ระบบบริหารแบตเตอรี่ (BMS) คือ ระบบอิเล็กทรอนิกส์ที่ออกแบบมาเพื่อเฝ้าระวัง, บริหาร และปกป้องแบตเตอรี่ แพ็ค. การสมดุลเซลล์เป็นหนึ่งในฟังก์ชันหลักของ BMSมีบทบาทสําคัญในการขยายอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ด้านล่างนี้คือการแนะนําอย่างละเอียด:

การ เข้าใจ ความ ไม่ สมดุล ของ เซลล์

ในแพ็คแบตเตอรี่ที่ประกอบด้วยเซลล์หลายเซลล์ ความแตกต่างในอาการต่อต้านเซลล์ อุณหภูมิ คุณลักษณะการปล่อยตัวเองและปัจจัยอื่น ๆ สามารถนําไปสู่ความแตกต่างของความแรงดันและภาวะการชาร์จ (SOC) ระหว่างเซลล์. ท่ามกลางเวลา, ผลลัพธ์ของเซลล์ความไม่สมดุล. ตัวอย่างเช่น, ในระหว่างการชาร์จเซลล์บางอาจได้รับการชาร์จเต็มขณะที่เซลล์อื่น ๆ ยังคง undercharged;เซลล์บางเซลล์อาจถูกปล่อยเกิน ขณะที่เซลล์อื่น ๆ ยังคงมีค่าเหลือความไม่สมดุลของเซลล์สามารถทําให้เซลล์บางส่วนมีอาการชาร์จเกินหรือปล่อยเกิน ทําให้การทําลายของเซลล์เร่งขึ้น และลดความจุและอายุการใช้งานของแบตเตอรี่

วิธี และ หลักการ ของ การ ปรับสมดุล เซลล์

• การปรับสมดุลโดยเฉพาะ:วิธีนี้โดยทั่วไปใช้ตัวต่อต้านการสมดุลในการ dissipate พลังงานที่เกินจากเซลล์ overcharged ในฐานะความร้อน, โดยการสมดุลความกระชับอัตราผ่านเซลล์ทั้งหมด. ข้อดีของมันอยู่ที่ความเรียบง่าย, ราคาต่ํา,และความสะดวกในการดําเนินการอย่างไรก็ตาม มันใช้พลังงานระหว่างกระบวนการสมดุล ลดประสิทธิภาพการใช้พลังงานมันใช้ได้เป็นหลักในระหว่างการชาร์จ และอาจไม่เหมาะสําหรับฉากชาร์จเร็ว เนื่องจากเวลาการสมดุลที่ยาวนานตัวอย่างเช่น ในระบบปรับสมดุลแบบเปียกของแบตเตอรี่ลิทธิียมไอออน เมื่อ BMS สังเกตเซลล์ที่มีความดันสูงกว่า มันจะเปิดตัวตัวต่อรองปรับสมดุลที่เชื่อมต่อกับเซลล์นั้นทําให้ความกระชับกําลังเกินจะหายไปเป็นความร้อน จนกระทั่งความกระชับกําลังตรงกับเซลล์อื่น ๆ

• การปรับสมดุลแบบมีกิจกรรม:แนวทางนี้นําพลังงานที่เกินไปจากเซลล์ที่มีการชาร์จสูงไปยังเซลล์ที่มีการชาร์จน้อยกว่า หรือภาระโดยมีผลการกระจายพลังงานการปรับปรุงประสิทธิภาพการชาร์จและผลงานโดยรวมของแบตเตอรี่. อย่างไรก็ตาม, การสมดุลแบบทํางานต้องการองค์ประกอบฮาร์ดแวร์ที่แพงและซับซ้อนกว่า, เช่น เครื่องแปลง, เครื่องแปลง, และเครื่องผลักดัน. กลยุทธ์การควบคุมของมันยังซับซ้อนกว่า. ตัวอย่างเช่น,ในระบบการสมดุลที่ทํางานบางระบบ, พลังงานจากเซลล์ที่ชาร์จเกินจะโอนไปยังเซลล์ที่ชาร์จต่ําผ่านเครื่องแปลง DC-DC ทําให้สมดุลแบบไดนามิกระหว่างเซลล์

บทบาท ของ เซลล์ ที่ มี ความ สมดุล ใน การ ขยาย อายุ ของ แบตเตอรี่

นอกจากการสมดุลเซลล์แล้ว BMS ยังดําเนินหน้าที่อื่น ๆ เช่น การป้องกันการชาร์จเกิน / การชาร์จเกิน, การติดตามอุณหภูมิ, และการจัดการความร้อนฟังก์ชันเหล่านี้ทํางานร่วมกัน เพื่อปกป้องแบตเตอรี่อย่างครบถ้วน, ขยายอายุการใช้งานของแบตเตอรี่มากขึ้น และเพิ่มความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือ ด้านล่างนี้คือสรุปของบางฟังก์ชันที่เกี่ยวข้องและบทบาทของพวกเขา

• การ ป้องกัน การ เติม เติม และ การ เติม เติม ของ เซลล์ แต่ ละ ตัว: โดยการติดตามความตึงและ SOC ของแต่ละเซลล์ในเวลาจริง และการนํามาใช้มาตรการปรับสมดุล BMS รับประกันว่าความตึงและ SOC ของเซลล์ทั้งหมดจะอยู่ในช่วงที่เหมาะสมนี้ป้องกันเซลล์แต่ละตัวจาก overcharge หรือ deep discharge, หลีกเลี่ยงการลดความจุที่เร่งรัดที่เกิดจากสภาพการชาร์จ / การชาร์จที่มากเกินไป ดังนั้นมันจึงยืดอายุการใช้งานของเซลล์BMS ใช้การสมดุลเซลล์เพื่อป้องกันการชาร์จเกินหรือการปล่อยเซลล์แบตเตอรี่เกินระหว่างชาร์จและปล่อยเพิ่มอายุการใช้งานของแบตเตอรี่
• เพิ่มความสม่ําเสมอของแบตเตอรี่แพ็ค:การปรับสมดุลเซลล์ให้ความตึงเครียดและระดับ SOC เป็นเท่ากันในเซลล์ทุกเซลล์ โดยปรับปรุงความสม่ําเสมอของแบตเตอรี่แบตเตอรี่ที่มีความสม่ําเสมอมากขึ้น ทํางานได้อย่างมั่นคงและมีประสิทธิภาพมากขึ้นระหว่างการชาร์จและการปล่อย, ลดความเครียดภายในและการกระจายกระแสไฟฟ้าที่ไม่เท่าเทียมกัน ซึ่งลดความน่าจะเป็นของปฏิกิริยาข้างเคียงภายในเซลล์, ลดความช้าของความสามารถและยืดอายุของแบตเตอรี่การวิจัยแสดงให้เห็นว่า การสมดุลเซลล์ที่มีประสิทธิภาพ สามารถเพิ่มอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ได้ถึง 30% - 40%
• ปรับปรุงการใช้พลังงานแบตเตอรี่ให้ดีที่สุดการสมดุลเซลล์ใช้พลังงานของเซลล์แต่ละเซลล์ ให้มากที่สุดวิธีนี้หลีกเลี่ยงการสูญเสียพลังงานเพราะความไม่สมดุลของเซลล์ และป้องกันการใช้กําลังของแบตเตอรี่ผลลัพธ์คือ แบตเตอรี่พัคทํางานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยลดความถี่ของวงจรชาร์จ/การปล่อยไฟฟ้า ภายใต้ความต้องการพลังงานเดียวกันเนื่องจากความเสื่อมของความจุของแบตเตอรี่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับจํานวนวงจรการชาร์จ/การปล่อยตัวอย่างเช่น ในระบบเก็บพลังงาน การสมดุลเซลล์ที่มีประสิทธิภาพ ทําให้แบตเตอรี่ทํางานใกล้กว่าความจุเต็มการปรับปรุงการใช้พลังงานและขยายอายุการใช้งานของแบตเตอรี่
• การเลื่อนการเริ่มต้นของความร้อนที่หลบหนีความไม่สมดุลของเซลล์อาจนําไปสู่การผลิตความร้อนที่ไม่เท่าเทียมกันระหว่างการชาร์จและการปล่อยซึ่งเร่งการเก่าของแบตเตอรี่และเพิ่มความเสี่ยงของการหลุดจากความร้อนการสมดุลเซลล์ช่วยรักษาการกระจายอุณหภูมิที่คงที่ภายในแบตเตอรี่โดยการปรับความกระชับกําลังและกระแสไฟฟ้าของเซลล์ลดการอุ่นเกินในพื้นที่และลดความน่าจะเป็นของการหลบหนีจากความร้อนเช่นในแพ็คแบตเตอรี่ลิตียมไอออน การสมดุลเซลล์ทํางานร่วมกับระบบจัดการความร้อน เพื่อควบคุมอุณหภูมิเซลล์ได้อย่างมีประสิทธิภาพดันการเริ่มต้นของความร้อนและยืดอายุของแบตเตอรี่
• การป้องกันการชาร์จเกิน/การปล่อยเกิน: โดยการควบคุมวงจรการชาร์จ/การปล่อย และป้องกันการชาร์จเกินหรือการชาร์จลึก BMS หลีกเลี่ยงความเครียดและแรงกระแสที่มากเกินไปบนเซลล์แบตเตอรี่ลดการปฏิกิริยาทางเคมีไฟฟ้าที่ไม่สามารถแก้ไขได้ และการลดความสามารถซึ่งช่วยยืดอายุของแบตเตอรี่ได้
• การติดตามอุณหภูมิและการจัดการความร้อนBMS ติดตามอุณหภูมิของแบตเตอรี่อย่างต่อเนื่อง และเปิดระบบเย็น หรือปรับอัตราการชาร์จเมื่อจําเป็น เพื่อป้องกันความร้อนเกินหรืออุณหภูมิต่ํามาก. นี้ลดผลกระทบอันไม่ดีของอัตราการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิภาพบนผลงานของแบตเตอรี่และอายุการใช้งาน
• การประเมินภาวะการชาร์จ (SOC) และภาวะสุขภาพ (SOH): การประเมิน SOC และ SOH อย่างแม่นยําทําให้ผู้ใช้สามารถเข้าใจสถานะของแบตเตอรี่และความจุที่เหลือได้ทําให้สามารถใช้แบตเตอรี่ได้อย่างมีเหตุผล และหลีกเลี่ยงการชาร์จเกิน หรือการปล่อยเกินในขณะเดียวกัน การตรวจพบความเสื่อมของความจุสามารถในระยะแรกจะอํานวยความสะดวกในการบํารุงรักษาและเปลี่ยนในเวลาที่ถูกต้อง

ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องในเทคโนโลยี BMS กําลังพัฒนาไปสู่ความแม่นยําสูงขึ้น ความฉลาดสูงขึ้น และประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นการใช้อัลกอริทึมการเรียนรู้เครื่องจักร เพื่อปรับปรุงการเลือกตัวต่อรองปรับสมดุลแบบปนเปื้อน โดยใช้ปริมาตรในเวลาจริง เช่น ระดับความไม่สมดุลของเซลล์, ระยะเวลาการสมดุล, และอุณหภูมิการชาร์จสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการสมดุลและการใช้พลังงาน.การพัฒนา BMS แบบไร้สาย (wBMS) ทําให้การออกแบบระบบง่ายขึ้น, ปรับปรุงความน่าเชื่อถือ และให้ความยืดหยุ่นและข้อดีมากขึ้นสําหรับการสมดุลเซลล์และการจัดการแบตเตอรี่