ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS)มีบทบาทสำคัญในการรับประกันการทำงานที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน รวมถึงแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบ LFP และแบตเตอรี่ลิเธียมแบบสามขั้ว (NCM/NCA) วัตถุประสงค์หลักของ BMS คือการตรวจสอบและควบคุมพารามิเตอร์ต่างๆ ของแบตเตอรี่ เช่น แรงดันไฟฟ้า อุณหภูมิ และกระแสไฟฟ้า เพื่อให้มั่นใจว่าแบตเตอรี่ทำงานอยู่ในเกณฑ์ที่ปลอดภัย นอกจากนี้ BMS ยังช่วยป้องกันแบตเตอรี่จากการชาร์จไฟเกิน การคายประจุเกิน หรือการทำงานเกินช่วงอุณหภูมิที่เหมาะสม ในชุดแบตเตอรี่ที่มีเซลล์หลายชุด (ชุดแบตเตอรี่) BMS จะจัดการสมดุลของเซลล์แต่ละเซลล์ เมื่อ BMS ล้มเหลว แบตเตอรี่จะตกอยู่ในความเสี่ยงและผลกระทบอาจรุนแรง
1. การชาร์จไฟเกินหรือการคายประจุเกิน
หนึ่งในหน้าที่สำคัญของ BMS คือการป้องกันแบตเตอรี่ไม่ให้ถูกชาร์จมากเกินไปหรือคายประจุมากเกินไป การชาร์จแบตเตอรี่มากเกินไปเป็นอันตรายอย่างยิ่งสำหรับแบตเตอรี่ที่มีความหนาแน่นพลังงานสูง เช่น ลิเธียมเทอร์นารี (NCM/NCA) เนื่องจากแบตเตอรี่ชนิดนี้ไวต่อการเกิดความร้อนสะสม (Thermal Runaway) ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่เกินขีดจำกัดที่ปลอดภัย ทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไป ซึ่งอาจนำไปสู่การระเบิดหรือไฟไหม้ได้ ในทางกลับกัน การคายประจุมากเกินไปอาจทำให้เซลล์เสียหายถาวร โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแบตเตอรี่ LFPซึ่งอาจสูญเสียความจุและประสิทธิภาพการทำงานลดลงหลังจากการคายประจุอย่างลึก ในทั้งสองประเภท ความล้มเหลวของ BMS ในการควบคุมแรงดันไฟฟ้าระหว่างการชาร์จและการคายประจุอาจส่งผลให้ชุดแบตเตอรี่เสียหายอย่างถาวร
2. ภาวะความร้อนสูงเกินไปและความร้อนสูงเกินไป
แบตเตอรี่ลิเธียมแบบสามขั้ว (NCM/NCA) มีความไวต่ออุณหภูมิสูงเป็นพิเศษ โดยเฉพาะแบตเตอรี่ LFP ซึ่งขึ้นชื่อว่ามีเสถียรภาพทางความร้อนที่ดีกว่า อย่างไรก็ตาม ทั้งสองประเภทจำเป็นต้องมีการจัดการอุณหภูมิอย่างระมัดระวัง ระบบ BMS ที่ใช้งานได้จะตรวจสอบอุณหภูมิของแบตเตอรี่เพื่อให้แน่ใจว่าอุณหภูมิอยู่ในช่วงที่ปลอดภัย หากระบบ BMS ล้มเหลว อาจเกิดความร้อนสูงเกินไป ส่งผลให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่อันตรายที่เรียกว่า Thermal Runaway ในชุดแบตเตอรี่ที่ประกอบด้วยเซลล์หลายชุด (ชุดแบตเตอรี่) Thermal Runaway สามารถแพร่กระจายจากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่งได้อย่างรวดเร็ว นำไปสู่ความล้มเหลวอย่างร้ายแรง สำหรับการใช้งานที่มีแรงดันไฟฟ้าสูง เช่น รถยนต์ไฟฟ้า ความเสี่ยงนี้จะยิ่งทวีความรุนแรงขึ้น เนื่องจากความหนาแน่นของพลังงานและจำนวนเซลล์ที่สูงกว่ามาก ทำให้มีโอกาสเกิดผลกระทบร้ายแรงมากขึ้น
3. ความไม่สมดุลระหว่างเซลล์แบตเตอรี่
ในชุดแบตเตอรี่หลายเซลล์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งแบตเตอรี่ที่มีแรงดันไฟฟ้าสูง เช่น รถยนต์ไฟฟ้า การรักษาสมดุลแรงดันไฟฟ้าระหว่างเซลล์จึงเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง BMS มีหน้าที่รับผิดชอบในการตรวจสอบให้แน่ใจว่าเซลล์ทั้งหมดในชุดแบตเตอรี่มีความสมดุล หาก BMS ล้มเหลว เซลล์บางเซลล์อาจชาร์จมากเกินไป ขณะที่เซลล์บางเซลล์ยังคงชาร์จไม่เพียงพอ ในระบบที่มีแบตเตอรี่หลายชุด ความไม่สมดุลนี้ไม่เพียงแต่ลดประสิทธิภาพโดยรวมเท่านั้น แต่ยังก่อให้เกิดอันตรายด้านความปลอดภัยอีกด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งเซลล์ที่ชาร์จมากเกินไปมีความเสี่ยงที่จะเกิดความร้อนสูงเกินไป ซึ่งอาจทำให้เซลล์เสียหายอย่างรุนแรง
4. ไฟฟ้าดับหรือประสิทธิภาพลดลง
ระบบ BMS ที่ล้มเหลวอาจส่งผลให้ประสิทธิภาพลดลงหรืออาจถึงขั้นไฟฟ้าดับโดยสิ้นเชิง หากปราศจากการจัดการแรงดันไฟฟ้า อุณหภูมิ และการปรับสมดุลเซลล์อย่างเหมาะสม ระบบอาจหยุดทำงานเพื่อป้องกันความเสียหายเพิ่มเติม ในการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับสายแบตเตอรี่แรงดันสูง เช่น ยานยนต์ไฟฟ้าหรือระบบกักเก็บพลังงานอุตสาหกรรม อาจทำให้สูญเสียพลังงานอย่างกะทันหัน ซึ่งก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านความปลอดภัยอย่างมาก ตัวอย่างเช่น ชุดแบตเตอรี่ลิเธียมเทอร์นารีอาจหยุดทำงานโดยไม่คาดคิดขณะที่รถยนต์ไฟฟ้ากำลังเคลื่อนที่ ทำให้เกิดสภาวะการขับขี่ที่อันตราย
เวลาโพสต์: 23 ก.ย. 2567
