Là một phương tiện bảo vệ, hầu hết các hệ thống pin lithium ở hầu hết mọi điện áp chuỗi đều yêu cầu hệ thống quản lý pin (BMS) để duy trì các điều kiện hoạt động của pin trong giới hạn. Chúng có thể có độ phức tạp khác nhau, từ chỉ cân bằng tế bào đến giám sát điện áp tế bào; nhiệt độ và dòng điện của tế bào; và, thông qua việc sử dụng công tắc bán dẫn hoặc rơle, sẽ ngắt kết nối bộ pin khỏi UPS nếu bất kỳ biến nào được giám sát vượt quá giới hạn hoạt động của chúng.

Khi kết nối hệ thống pin lithium với UPS , điều quan trọng là phải biết và hiểu các giới hạn mà BMS sẽ ngắt kết nối pin. Nhiều BMS sẽ đưa ra cảnh báo nếu điều kiện hoạt động đang tiến gần đến các giới hạn này trước khi thực hiện bất kỳ hành động nào. Bằng cách này, có thể thực hiện một số hành động để tránh ngắt kết nối ắc quy khỏi UPS. BMS thường sẽ không kết nối lại pin cho đến khi các điều kiện gây ra hành động đó được loại bỏ. Lý do thứ hai để hiểu rõ về các giới hạn là để đảm bảo UPS, trong hoạt động bình thường, sẽ không vượt quá chúng. Cẩn thận để xác minh rằng UPS sẽ không vượt quá giới hạn là một cách làm tốt và thiết kế hệ thống tốt.

Hình 1

Sau đây là mô tả ngắn gọn về các chức năng có trong một BMS điển hình.

Cân bằng tế bào: Mục đích của việc cân bằng tế bào là duy trì điện áp đầu cuối của mỗi tế bào hoặc dãy tế bào song song trong chuỗi chuỗi gần bằng nhau. Vì điện áp của tế bào có mối quan hệ nào đó với công suất, nên với các chất hóa học lithium, việc giữ các giá trị này bằng nhau sẽ có xu hướng duy trì công suất của mỗi tế bào bằng nhau. Điều này sau đó sẽ ngăn chặn các tế bào yếu hơn, những tế bào có công suất thấp hơn, bị xả quá mức. Tương tự như vậy, các tế bào có dung lượng cao hơn sẽ không bị sạc quá mức. Tầm quan trọng của việc cân bằng tế bào có thể được thấy trong Hình 1. Ở đây, chu trình phóng điện và sạc của hai gói LFP chứa 12 ô nối tiếp và 3 ô song song được hiển thị.

Trên sơ đồ phóng điện, lưu ý một số điện áp di động trong gói không có cân bằng giảm xuống dưới 2,0 V, giới hạn tối thiểu, gần cuối quá trình phóng điện. Đây là hiện tượng xả quá mức và bắt đầu xảy ra chỉ sau chu kỳ thứ tám. Trong gói có cân bằng tế bào, điện áp giảm xuống 2,5 V đối với hầu hết các tế bào, có một tế bào đạt 2,3 V trước khi quá trình phóng điện kết thúc. Tất cả các ô đều vượt quá giới hạn 2 V.

Trong quá trình sạc, sau lần phóng điện thứ tám, hãy lưu ý sự chênh lệch điện áp của tế bào khoảng 0,59 V đối với gói không có cân bằng tế bào. Một ô gần đạt đến giới hạn điện áp nổi là 4,0 V. Trên giới hạn này là sạc quá mức. Với gói chứa cân bằng tế bào, các tế bào được nhóm chặt chẽ xung quanh điện áp nổi 3,65 V.

Chức năng đo lường: Điện áp di động, như trong Hình 1, là một trong số đó. Mục đích của phép đo này là để đảm bảo các điện áp của pin đủ gần nhau để pin có thể được sạc và xả trong phạm vi hoạt động dự định. Trong một số trường hợp, BMS có thể không cho phép sạc hoặc xả, ít nhất là không ở mức tải định mức, cho đến khi các điện áp của tế bào nằm trong phạm vi được xác định trước của nhau. Một phép đo khác là dòng điện chạy qua tế bào. Thường có các giới hạn dòng sạc và xả tối đa mà nếu vượt quá sẽ gây ra cảnh báo và có thể ngắt kết nối ắc quy khỏi UPS nếu tình trạng này vẫn tiếp diễn trong một khoảng thời gian quy định.

Phép đo thứ ba là nhiệt độ tế bào. Khi đánh giá hệ thống ắc quy để sử dụng với UPS, yêu cầu phải đo nhiệt độ vỏ của một hoặc nhiều tế bào. Do nhiệt độ tăng nhanh trong trường hợp xảy ra sự cố nhiệt, phép đo nhiệt độ không khí (bên trong) có thể không đủ nhanh hoặc đủ nhạy để phát hiện sự khởi đầu của hiện tượng thoát nhiệt và thực hiện hành động ngắt kết nối pin. BMS sẽ bảo vệ ắc quy khỏi nhiệt độ quá cao bằng cách phát tín hiệu khi nhiệt độ tế bào gần đạt đến mức tối đa và cuối cùng ngắt kết nối ắc quy khỏi UPS nếu đạt đến mức tối đa. Hành động khác đôi khi được BMS thực hiện là hạn chế hoặc trì hoãn việc sạc pin cho đến khi nhiệt độ giảm đủ so với giới hạn.

Một số kiểu BMS cũng có thể cung cấp phép đo trạng thái sạc (SOC) và chỉ báo trạng thái sức khỏe (SOH) của hệ thống pin. SOC thu được bằng cách đo điện tích, tính bằng Ampe giờ (Ah) đã loại bỏ (xả) và thay thế (sạc). Mức sạc thường được đo bằng cách tích hợp dòng điện vào hoặc ra khỏi pin theo thời gian. Bắt đầu với giá trị đã biết của điện tích sẵn có, SOC chỉ là tỷ lệ giữa điện tích thực (Ah đã xả – Ah đã tích điện) trên điện tích hiện có. SOH là một chỉ báo về mức độ xuống cấp hoặc lão hóa đã xảy ra kể từ khi pin còn mới. Cách tiếp cận cơ bản là xác định mức phí sẵn có sẽ giảm theo độ tuổi. Phóng điện thử nghiệm, bắt đầu từ trạng thái nạp đầy, thường được sử dụng để đưa ra ước tính này. Mất dung lượng khi pin cũ đôi khi được gọi là dung lượng giảm dần.

Nếu bạn đang tìm kiếm một loại pin không chỉ có tuổi thọ dài, hiệu suất xả không bị gián đoạn, khả năng sạc nhanh, mật độ năng lượng cao hơn mà còn nếu bạn cần một pin lithium giúp bạn vận hành mà không phải lo lắng và ít căng thẳng hơn về độ an toàn, Hãy vượt xa pin lithium iron phosphate là sự lựa chọn tốt nhất cho bạn, bởi vì pin LFP đã từng vượt quá được tích hợp BMS đẳng cấp thế giới bên trong và chúng đảm bảo cho bạn hoàn toàn KHÔNG CHÁY, KHÔNG NỔ!