Trong đó:
1- Cell pin Lithium-Ion ICR18650-26F 2- Kẽm hàn cell pin
29
2.2. Hệ thống quản lý pin BMS
2.2.1. Khái niệm, thành phần cấu tạo, phân loại, ứng dụng phổ biến
a) Khái niệm:
- Hệ thơng quản lí pin hay cịn được biết là BMS (Battery Management System) là hệ thống dùng để theo dõi, bảo vệ và tối ưu hóa hiệu suất của pin trong quá trình sạc và sử dụng pin. Hệ thống quản lí từng cell pin trong khối pin, giao tiếp với các thiết bị ngoại vi, quản lí tính tốn SOC, đo nhiệt độ và điện áp, …
- Là hệ thống quan trọng và vô cùng cần thiết trong các thiết bị dùng năng lượng pin như: Điện thoại, Laptop, máy khoan, máy cắt, xe điện, … với hai chức năng chính là bảo vệ an tồn và quản lí năng lượng.
b) Thành phần cấu tạo: Một hệ thống quản lí pin cơ bản gồm có các thành phần cấu tạo như sau: Bộ pin, mạch quản lý pin và cảm biến nhiệt độ.
c) Ứng dụng phổ biến: Hệ thống quản lí pin được ứng dụng trong khối pin của 1 số thiết bị với các chức năng bảo vệ quan trọng như sau:
- Chức năng bảo vệ khi quá áp (OV): Khi sạc (bao gồm cả quá trình phục hồi năng lượng nhanh), điện áp sạc của bất kí cell nào vượt quá giá trị cài đặt, điện áp sạc sẽ tự động giảm để tránh cell pin đó bị sạc quá mức.
- Chức năng bảo vệ khi điện áp thấp (UV): Khi xả, điện áp của bất kỳ cell nào thấp hơn giá trị cài đặt, quá trình xả sẽ dừng lại để tránh cell pin đó bị xả quá mức.
- Chức năng bảo vệ khi nhiệt độ cao (OT): Khi sạc hoặc xả hoặc dừng trạng thái ngủ, khi nhiệt độ của bất kỳ pin lithium nào vượt quá giá trị cài đặt, hãy khởi động hệ thống quản lý nhiệt pin để giảm nhiệt độ pin. Khi nhiệt độ tối đa được phép vượt quá, mạch sẽ tự động bị cắt ngay lập tức.
- Chức năng bảo vệ khi nhiệt độ thấp (UT): Khi sạc, khi nhiệt độ của pin thấp hơn giá trị cài đặt, dòng sạc sẽ tự động thay đổi, thường giảm xuống còn 1/3 dòng sạc; khi xả, khi nhiệt độ của pin thấp hơn giá trị cài đặt, hệ thống quản lý nhiệt của pin được kích hoạt để tăng nhiệt độ pin.
- Chức năng bảo vệ khi quá dòng (OC): Khi sạc hoặc xả, dòng điện của pin vượt quá giá trị cài đặt và dòng điện sẽ tự động bị giới hạn.
30 - Chức năng bảo vệ khi ngắn mạch (SC): Trong q trình sạc, xả và ngủ đơng, pin bị đoản mạch và mạch sẽ tự động bị cắt.
2.2.2. Chức năng
Hệ thống quản lí pin cung cấp các chức năng như sau: Đo lường, quản lí, giao tiếp và lưu trữ dữ liệu.
2.2.2.1. Đo lượng
Đo lường là chức năng đầu tiên của hệ thống quản lí pin là thu thập dữ liệu về BMS. Các thơng số được hệ thống quản lí pin đo lường là điện áp của từng cell hoặc cả khối pin, nhiệt độ từng cell pin hoặc nhiệt độ tồn khối pin và dịng điện của khối pin.
2.2.2.1.1. Điện áp
- Mạch BMS đo trực tiếp điện áp trên mỗi tế bào (mạch được cấp nguồn bởi tế bào pin và đó chính là điện áp của nó). BMS đo điện thế giữa hai bảng pin mắc nối tiếp thì lúc này điện áp là hiệu điện thế giữa giữa 2 bảng pin đó.
- Điện áp được lấy từ analog multiplexer và được chuyển từ analog sang digital (A/D converter) trên cùng IC.