Như một biện pháp bảo vệ, hầu hết các hệ thống pin lithium của hầu hết mọi điện áp chuỗi đều yêu cầu hệ thống quản lý pin (BMS) để duy trì điều kiện hoạt động của cell trong giới hạn cho phép. Các hệ thống này có thể phức tạp từ việc chỉ cân bằng cell đến việc theo dõi điện áp, nhiệt độ và dòng điện của cell; và, thông qua việc sử dụng công tắc bán dẫn hoặc rơle, sẽ ngắt kết nối bộ pin khỏi UPS nếu bất kỳ thông số nào được theo dõi vượt quá giới hạn hoạt động.

Khi giao tiếp với một tôi hệ thống pin ithium đến một Bộ lưu điện , điều quan trọng là phải biết và hiểu các giới hạn mà BMS sẽ ngắt kết nối ắc quy. Nhiều BMS sẽ đưa ra cảnh báo nếu điều kiện vận hành gần đạt 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 việc ắc quy bị ngắt kết nối khỏi UPS. BMS thường sẽ không kết nối lại ắc quy cho đến khi các điều kiện gây ra hành động này được loại bỏ. Lý do thứ hai để hiểu rõ các giới hạn là để đảm bảo UPS, trong hoạt động bình thường, sẽ không vượt quá các giới hạn này. Việc cẩn thận xác minh các giới hạn sẽ không bị UPS vượt quá là một thực hành tốt và là một thiết kế hệ thống tốt.

Hình: 1

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

Cân bằng tế bào: Mục đích của việc cân bằng pin là duy trì điện áp đầu cuối của mỗi pin, hoặc dãy pin song song, trong chuỗi nối tiếp gần như bằng nhau. Vì điện áp pin có mối liên hệ nhất định với dung lượng, nên với các hợp chất hóa học lithium, việc giữ cho hai điện áp này bằng nhau sẽ có xu hướng duy trì dung lượng của mỗi pin bằng nhau. Điều này sẽ giúp ngăn ngừa các pin yếu hơn, tức là những pin có dung lượng thấp hơn, bị xả quá mức. Tương tự, các pin có dung lượng cao hơn sẽ không bị quá tải. Tầm quan trọng của việc cân bằng pin có thể được thấy trong Hình 1. Ở đây, chu kỳ xả và sạc của hai bộ LFP gồm 12 pin nối tiếp và 3 pin song song được thể hiện.

Trên biểu đồ xả, lưu ý điện áp một số cell trong bộ pin không cân bằng giảm xuống dưới 2,0 V, giới hạn tối thiểu, gần cuối quá trình xả. Đây là hiện tượng xả quá mức và bắt đầu xảy ra chỉ sau chu kỳ thứ tám. Trong bộ pin có cân bằng cell, điện áp giảm xuống còn 2,5 V đối với hầu hết các cell, với một cell đạt 2,3 V trước khi quá trình xả kết thúc. Tất cả các cell đều cao hơn đáng kể so với giới hạn 2 V.

Trong quá trình sạc, sau lần xả thứ tám, hãy lưu ý sự chênh lệch điện áp giữa các cell khoảng 0,59 V đối với bộ pin không có chức năng cân bằng cell. Một cell gần đạt đến giới hạn điện áp nổi là 4,0 V. Trên giới hạn này là quá tải. Với bộ pin có chức năng cân bằng cell, các cell được nhóm chặt chẽ quanh điện áp nổi 3,65 V.

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

Phép đo thứ ba là nhiệt độ cell. Khi đánh giá hệ thống ắc quy để sử dụng với UPS, cần phải đo nhiệt độ vỏ của một hoặc nhiều cell. 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 mất kiểm soát nhiệt và thực hiện hành động ngắt kết nối ắc quy. BMS sẽ bảo vệ ắc quy khỏi nhiệt độ quá cao bằng cách phát tín hiệu khi nhiệt độ cell gần hoặc đã đạt đến mức tối đa và cuối cùng sẽ ngắt kết nối ắc quy khỏi UPS nếu đạt đến mức tối đa. Một hành động khác đôi khi được BMS thực hiện là hạn chế hoặc trì hoãn việc sạc ắc quy cho đến khi nhiệt độ giảm đủ thấp so với giới hạn.

Một số mô hình BMS cũng có thể cung cấp phép đo trạng thái sạc (SOC) và chỉ báo về trạng thái sức khỏe (SOH) của hệ thống pin. SOC thu được bằng cách đo điện tích, tính bằng Ampe giờ (Ah) được loại bỏ (xả) và được thay thế (sạc). Điện tích thường được đo bằng cách tích hợp dòng điện vào hoặc ra khỏi pin theo thời gian. Bắt đầu với giá trị điện tích khả dụng đã biết, SOC chỉ là tỷ lệ giữa điện tích ròng (Ah xả - Ah đã sạc) với điện tích khả dụng. SOH là chỉ báo về mức độ suy giảm hoặc lão hóa đã xảy ra kể từ khi pin còn mới. Phương pháp cơ bản là xác định mức độ điện tích khả dụng giảm dần theo tuổi thọ. Một lần xả thử, bắt đầu từ trạng thái sạc đầy, thường được sử dụng để đưa ra ước tính này. Mất dung lượng khi pin già đi đôi khi được gọi là suy giảm dung lượng.

Nếu bạn đang tìm kiếm một loại pin không chỉ có tuổi thọ chu kỳ dài, hiệu suất xả không bị gián đoạn, khả năng sạc nhanh, mật độ năng lượng cao hơn mà còn cần một loại pin lithium giúp bạn vận hành không phải lo lắng và ít căng thẳng hơn về vấn đề an toàn, thì pin lithium sắt phosphate EverExceed là lựa chọn tốt nhất dành cho bạn, bởi vì Pin EverExceed LFP được trang bị hệ thống BMS đẳng cấp thế giới bên trong và đảm bảo KHÔNG CÓ CHÁY, KHÔNG CÓ NỔ!