1 การปรับสมดุลที่ใช้งานอยู่ของ BMS คืออะไร
การปรับสมดุลแบบแอคทีฟของ BMS เป็นวิธีการถ่ายโอนพลังงานจากเซลล์แต่ละเซลล์ที่มีความจุสูงกว่าไปยังเซลล์แต่ละเซลล์ที่มีความจุต่ำลงผ่านการถ่ายโอนพลังงาน ดังนั้นจึงบรรลุความสม่ำเสมอในชุดแบตเตอรี่และปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบกักเก็บพลังงาน
การปรับสมดุลแบบแอคทีฟของ BMS นั้นแตกต่างจากการปรับสมดุลแบบพาสซีฟ โดยทั่วไป การปรับสมดุลแบบพาสซีฟจะปล่อยพลังงานของแบตเตอรี่ไฟฟ้าแรงสูงผ่านตัวต้านทาน เพื่อรักษาสถานะที่เท่ากันกับกำลังของแบตเตอรี่แรงดันต่ำ วิธีนี้มีข้อเสีย เช่น ประสิทธิภาพการใช้พลังงานต่ำ การกระจายความร้อน กระแสไฟสมดุลต่ำ และประสิทธิภาพช้า ในทางกลับกัน การปรับสมดุลแบบแอคทีฟเป็นกระบวนการถ่ายโอนพลังงานจากแบตเตอรี่พลังงานสูงไปยังแบตเตอรี่พลังงานต่ำ เหมือนกับการตัดจุดแข็งและจุดอ่อนของกระดานไม้
ปัจจุบันมีโซลูชันการปรับสมดุลแบบแอคทีฟอยู่หลายแบบ ยกเว้นโซลูชัน Fit Capacitor ซึ่งยังไม่กลายเป็นกระแสหลักเนื่องจากมีจำนวนสตริงที่ใช้งานได้น้อยและข้อจำกัดในการถ่ายโอน ยังมีโซลูชันหม้อแปลงและชิปแปลง DCDC เฉพาะแบตเตอรี่ที่ออกแบบโดยผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์ที่ ได้รับการแนะนำให้รู้จักกับตลาด ประโยชน์ของการปรับสมดุลแบบแอคทีฟนั้นชัดเจน โดยมีประสิทธิภาพสูง มีการถ่ายโอนพลังงาน และสูญเสียเฉพาะขดลวดหม้อแปลงเท่านั้น ซึ่งคิดเป็นสัดส่วนเพียงเล็กน้อย กระแสไฟสมดุลสามารถออกแบบให้มีขนาดใหญ่ได้ถึงหลายแอมแปร์หรือแม้แต่ระดับ 10A และเอฟเฟกต์การปรับสมดุลทำได้อย่างรวดเร็ว
อย่างไรก็ตาม ความสมดุลเชิงรุกยังนำมาซึ่งปัญหาใหม่ๆ อีกด้วย ประการแรก โครงสร้างมีความซับซ้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในรูปแบบหม้อแปลงไฟฟ้าที่การออกแบบและการควบคุมเมทริกซ์สวิตช์และไดรเวอร์มีความท้าทาย นี่เป็นเหตุผลว่าทำไมฟังก์ชัน Active Balancing จึงไม่สามารถรวมเข้ากับไอซีเฉพาะได้อย่างสมบูรณ์ ประการที่สอง มีปัญหาเรื่องต้นทุน โครงสร้างที่ซับซ้อนย่อมนำไปสู่วงจรที่ซับซ้อน และการเพิ่มขึ้นของต้นทุนและอัตราความล้มเหลวเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ ซึ่งยังจำกัดการส่งเสริม BMS ที่สมดุลแบบแอคทีฟอีกด้วย
สำหรับ BMS นอกเหนือจากฟังก์ชันการปรับสมดุลแล้ว กลยุทธ์การปรับสมดุลที่สำคัญยังมีความสำคัญมากยิ่งขึ้นอีกด้วย เมื่อความแตกต่างความสอดคล้องของเซลล์แบตเตอรี่อยู่ในช่วงที่กำหนด ความจุและแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่จะมีความสัมพันธ์เชิงบวก แต่เมื่อความสม่ำเสมอของแบตเตอรี่ยังห่างไกลจากความดี กล่าวคือ เมื่อแบตเตอรี่อยู่ในสภาพเสียหาย ความสัมพันธ์ระหว่างกำลังและแรงดันไฟฟ้าไม่แข็งแกร่งนัก และพื้นฐานความสมดุลไม่สามารถตัดสินได้จากข้อมูลแรงดันไฟฟ้าเพียงอย่างเดียว หากแบตเตอรี่ไม่ตระหนักถึงความเสียหายที่ต่ำกว่าสถานะวิกฤติและยังคงรักษาสมดุลแรงดันไฟฟ้าได้ จริงๆ แล้วแบตเตอรี่อาจทำให้เกิดความเสียหายได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสมดุลแบบแอคทีฟ ซึ่งความเสียหายที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าสูงมีมากกว่าความสมดุลแบบพาสซีฟ
การปรับสมดุลแบบแอคทีฟเหมาะสำหรับการนับจำนวนสายสูงและการใช้งานชุดแบตเตอรี่ลิเธียมชนิดกำลังความจุสูง ในขณะที่การปรับสมดุลแบบพาสซีฟเหมาะสำหรับการใช้งานชุดแบตเตอรี่ลิเธียมความจุขนาดเล็กและจำนวนสายต่ำ ความสม่ำเสมอของแบตเตอรี่ของ Tesla ดีมาก และการปรับสมดุลแบบพาสซีฟก็เพียงพอแล้ว อย่างไรก็ตาม ในประเทศจีน ยังคงมีช่องว่างสำหรับการปรับปรุงวัตถุดิบแบตเตอรี่และกระบวนการผลิต และระดับการกระจายตัวของความสม่ำเสมอของแบตเตอรี่ค่อนข้างมาก การปรับสมดุลแบบแอคทีฟจะเหมาะสมกว่าสำหรับการใช้งานชุดแบตเตอรี่ลิเธียมประเภทพลังงาน
2 บทบาทของการปรับสมดุลเชิงรุกของ BMS ในระบบกักเก็บพลังงาน
(1) เพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของก้อนแบตเตอรี่
1. บรรเทาความไม่สมดุลของพลังงานที่เกิดจากเซลล์แต่ละเซลล์ที่ไม่สอดคล้องกันในชุดแบตเตอรี่ และปรับปรุงความจุโดยรวมและประสิทธิภาพการใช้พลังงานของชุดแบตเตอรี่
ในระบบกักเก็บพลังงาน เนื่องจากความแตกต่างในกระบวนการผลิตและวัสดุ ตลอดจนการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมการใช้งานและระดับการเสื่อมสภาพ จึงมีความแตกต่างบางประการในลักษณะทางเคมีและทางไฟฟ้าระหว่างเซลล์แต่ละเซลล์ ซึ่งแสดงออกมาเป็นความไม่สอดคล้องกันในความจุ ความต้านทานภายใน DC เปิด แรงดันไฟฟ้าของวงจร สถานะการชาร์จ (SOC) และด้านอื่นๆ ความไม่สอดคล้องกันนี้อาจส่งผลให้ความจุของแบตเตอรี่ไม่เท่ากันในแต่ละเซลล์ในชุดแบตเตอรี่ ซึ่งส่งผลต่อความจุโดยรวมและประสิทธิภาพการใช้พลังงานของชุดแบตเตอรี่ BMS ปรับสมดุลการถ่ายโอนพลังงานจากเซลล์แต่ละเซลล์ที่มีความจุสูงกว่าไปยังแต่ละเซลล์ที่มีความจุต่ำกว่าโดยการถ่ายโอนพลังงาน ซึ่งจะช่วยบรรเทาปรากฏการณ์ความไม่สมดุลของพลังงานและปรับปรุงความจุโดยรวมและประสิทธิภาพด้านพลังงานของชุดแบตเตอรี่
ตัวอย่างเช่น มีการใช้หม้อแปลงกันอย่างแพร่หลายในการปรับสมดุลแบบแอคทีฟเพื่อสร้างสมดุลให้กับการกระจายพลังงานภายในชุดแบตเตอรี่โดยใช้กลยุทธ์การปรับสมดุลด้านล่างและด้านบน นอกจากนี้ยังมีวิธีการปรับสมดุลตามส่วนประกอบกักเก็บพลังงาน เช่น ตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำ หรือตามตัวแปลง DC-DC วิธีการปรับสมดุลที่ไม่ใช้พลังงานเหล่านี้ส่วนใหญ่จะถ่ายโอนพลังงานระหว่างเซลล์แต่ละเซลล์หรือระหว่างเซลล์แต่ละเซลล์กับชุดแบตเตอรี่ทั้งหมดผ่านตัวเก็บประจุ ตัวเหนี่ยวนำ หรือตัวแปลง DC-DC เมื่อเปรียบเทียบกับโครงสร้างสมดุลการใช้พลังงาน โครงสร้างเหล่านี้มีความซับซ้อนมากกว่า แต่มีประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่สูงกว่า การถ่ายโอนพลังงานที่ยืดหยุ่น และสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของชุดแบตเตอรี่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
2. โดยการตรวจจับสถานะของแต่ละเซลล์ในชุดแบตเตอรี่ ให้ใช้วิธีการปรับสมดุลเพื่อรักษาแรงดันไฟฟ้าหรือสถานะการชาร์จระหว่างเซลล์แต่ละเซลล์ภายในช่วงที่กำหนด
ระบบสมดุลแบบแอคทีฟ BMS ประเมินสถานะการทำงานของแบตเตอรี่โดยการตรวจสอบพารามิเตอร์หลักอย่างต่อเนื่อง เช่น แรงดัน กระแส และอุณหภูมิของเซลล์แบตเตอรี่แต่ละเซลล์ เมื่อตรวจพบความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าหรือสถานะการชาร์จระหว่างแบตเตอรี่แต่ละก้อน วิธีการปรับสมดุลจะถูกเปิดใช้งาน ตัวอย่างเช่น การใช้ตัวแปลง DC-DC ไปข้างหน้าแบบสองทิศทางเป็นวงจรหลักที่สมดุล เมื่อพลังงานถูกถ่ายโอนจากด้านไฟฟ้าแรงสูงไปยังด้านแรงดันไฟฟ้าต่ำ ทรานซิสเตอร์สวิตชิ่งทั้งสี่ตัวจะทำงานตามเวลาการนำสัญญาณการขับขี่เฉพาะเพื่อให้เกิดการถ่ายโอนพลังงานแบบสองทิศทางจาก U1 ของหน่วยแรงดันต่ำไปยังด้านไฟฟ้าแรงสูง U2 และจากด้านไฟฟ้าแรงสูง U2 ไปยังด้านแรงดันต่ำ U1 ของหน่วย ดังนั้นจึงรักษาแรงดันไฟฟ้าหรือสถานะประจุระหว่างแบตเตอรี่ของยูนิตให้อยู่ภายในช่วงที่กำหนด
ในเวลาเดียวกัน วงจรควบคุมไมโครคอนโทรลเลอร์ซึ่งเป็นแกนหลักของระบบสมดุลทั้งหมด จะควบคุมโมดูลรับแรงดันไฟฟ้าผ่าน CAN บัสเพื่อรวบรวมแรงดันไฟฟ้าของแต่ละเซลล์ในโมดูลแบตเตอรี่ ข้อมูลแบตเตอรี่ได้รับการสรุปและนำไปใช้ในการพัฒนาแผนการสมดุล อาร์เรย์สวิตช์ใช้เพื่อเลือกเซลล์ที่ต้องการปรับสมดุล จากนั้นคำสั่งปรับสมดุลจะถูกส่งไปยังวงจรควบคุมการปรับสมดุลเพื่อให้แน่ใจว่าสถานะของแต่ละเซลล์ในชุดแบตเตอรี่อยู่ในช่วงที่เหมาะสม
(2) ยืดอายุการใช้งานของก้อนแบตเตอรี่
1. ยับยั้งการเกิดความสอดคล้องระหว่างเซลล์แบตเตอรี่และลดผลกระทบของการกระจายตัวของแบตเตอรี่ต่ออายุการใช้งานของก้อนแบตเตอรี่
ความไม่สอดคล้องกันระหว่างเซลล์แบตเตอรี่จะค่อยๆ สะสมตามระยะเวลาการใช้งานที่เพิ่มขึ้น ทำให้เกิดความไม่สมดุลของปริมาณไฟฟ้าระหว่างเซลล์แบตเตอรี่ ซึ่งไม่เพียงส่งผลต่อความจุโดยรวมและประสิทธิภาพพลังงานของชุดแบตเตอรี่เท่านั้น แต่ยังจำกัดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ด้วย หีบห่อ. BMS ปรับสมดุลการถ่ายโอนพลังงานจากเซลล์แต่ละเซลล์ที่มีความจุสูงกว่าไปยังเซลล์แต่ละเซลล์ที่มีความจุต่ำกว่าโดยผ่านการถ่ายโอนพลังงาน ดังนั้นจึงระงับการเกิดความสอดคล้องระหว่างเซลล์
ตัวอย่างเช่น การนำเทคโนโลยีการปรับสมดุลแบบแอคทีฟมาใช้สามารถหลีกเลี่ยงการเสื่อมสภาพก่อนวัยของแบตเตอรี่บางชนิดที่เกิดจากเซลล์แต่ละเซลล์ที่ไม่สอดคล้องกัน ผลิตภัณฑ์ BMS ที่พัฒนาโดยเซินเจิ้น Kelie Technology Co., Ltd. พร้อมฟังก์ชันเทคโนโลยีหลัก "สมดุลแบบแอคทีฟและการส่งสัญญาณไร้สาย" สามารถตรวจสอบพลังงานของแบตเตอรี่แต่ละก้อนได้อย่างแม่นยำ และบรรลุการถ่ายโอนพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพระหว่างแบตเตอรี่แต่ละก้อน ซึ่งบรรลุเป้าหมายของความสมดุลพลังงานระหว่าง แบตเตอรี่แต่ละก้อนช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของแบตเตอรี่อย่างมีนัยสำคัญ ลดการเกิดความสอดคล้องกันระหว่างเซลล์แบตเตอรี่ และลดผลกระทบของการกระจายตัวของแบตเตอรี่ต่ออายุการใช้งานของแบตเตอรี่
2. สามารถเพิ่มความจุของระบบแบตเตอรี่และปรับปรุงอายุการใช้งานได้อย่างมาก
เทคโนโลยีการปรับสมดุลแบบแอคทีฟ BMS ช่วยลดปัญหาความไม่สมดุลของความจุระหว่างเซลล์แบตเตอรี่ผ่านการถ่ายโอนพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ปรับปรุงประสิทธิภาพของชุดแบตเตอรี่ทั้งหมด การใช้ชิปปรับสมดุลแบบแอคทีฟ DC-DC แบบสองทิศทางที่พัฒนาขึ้นอย่างอิสระโดย Kelie เมื่อเทียบกับชิปปรับสมดุลแบบเดิม อัลกอริธึมอัจฉริยะขั้นสูงที่ฝังตัวเป็นนวัตกรรมใหม่จะชดเชยความแตกต่างที่สร้างโดยชุดแบตเตอรี่ผ่านการถ่ายโอนพลังงานได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความสม่ำเสมอของแบตเตอรี่ และยืดอายุการใช้งาน และเวลาเฉลี่ยระหว่างความล้มเหลวของชุดแบตเตอรี่ และการปรับปรุงผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจของวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์ทั้งหมดอย่างมีประสิทธิภาพ ข้อมูลการทดสอบแบบวนรอบในระยะยาวแสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยีการปรับสมดุลแบบแอคทีฟนี้สามารถเพิ่มความจุที่มีอยู่ของระบบแบตเตอรี่ได้มากกว่า 10% ปรับปรุงอายุการใช้งานของวงจรได้มากกว่า 20% และยิ่งเชื่อมต่อซีรีย์มากเท่าไร ผลการปรับปรุงก็จะยิ่งมีนัยสำคัญมากขึ้นเท่านั้น
3 หลักการทำงานของ BMS Active Balancing
(1) องค์ประกอบของระบบสมดุล
ระบบปรับสมดุลที่ใช้งาน BMS ส่วนใหญ่ประกอบด้วยโมดูลแบตเตอรี่ซีรีส์, ชุดแบตเตอรี่ 12V, อาร์เรย์สวิตช์, วงจรหลักที่สมดุล, วงจรรับแรงดันไฟฟ้า และวงจรควบคุมไมโครคอนโทรลเลอร์
1. สลับอาร์เรย์:
อาร์เรย์สวิตช์ประกอบด้วยสวิตช์เกตเซลล์แบตเตอรี่และสวิตช์เกตขั้วแบตเตอรี่ ซึ่งสามารถบรรลุเกตเซลล์ที่ต้องการปรับสมดุลได้ ตัวอย่างเช่น สำหรับชุดแบตเตอรี่ที่เชื่อมต่อกับซีรีย์เซลล์ 7- มีสวิตช์เฉพาะสำหรับเลือกแบตเตอรี่ที่แตกต่างกัน ยกตัวอย่างการเลือกแบตเตอรี่ 1 และแบตเตอรี่ 2 เมื่อเลือกแบตเตอรี่ 1 สวิตช์ K1, K2, KP3 และ KP4 จะเปิดขึ้น และสวิตช์อื่นๆ จะถูกปิด ทำให้เกิดวงจรการชาร์จและการคายประจุเฉพาะ เมื่อเลือกแบตเตอรี่ 2 สวิตช์ K2, K3, KP1 และ KP2 จะเปิดขึ้น และสวิตช์อื่นๆ จะถูกปิด ทำให้เกิดวงจรการชาร์จและการคายประจุที่สอดคล้องกัน การเปิดเซลล์แปลกอาจหมายถึงการรวมสวิตช์เกตของแบตเตอรี่ 1 และแม้แต่การเปิดเซลล์ก็สามารถอ้างถึงการรวมสวิตช์เกตของแบตเตอรี่ 2
2. วงจรหลักที่สมดุล:
การใช้ตัวแปลง DC-DC ไปข้างหน้าแบบสองทิศทางเพื่อให้เกิดการถ่ายโอนพลังงานแบบสองทิศทาง โทโพโลยีนี้ส่วนใหญ่ประกอบด้วยหม้อแปลง T, ตัวต้านทานสุ่มตัวอย่างสองตัว R1 และ R2, ตัวเก็บประจุกรองสองตัว C1 และ C2, ตัวเก็บประจุแบบหนีบ C3 หนึ่งตัว, ตัวเหนี่ยวนำกรอง L หนึ่งตัว และทรานซิสเตอร์สวิตชิ่งสี่ตัว Q1 ถึง Q4
(2) โหมดการทำงาน
1. พลังงานถูกถ่ายโอนจากด้านความดันต่ำของหน่วยเดียวไปยังด้านแรงดันสูง
2. พลังงานจะถูกถ่ายโอนจากด้านไฟฟ้าแรงสูงไปยังด้านไฟฟ้าแรงต่ำของหน่วยเดียว ซึ่งแบ่งออกเป็น 4 ระยะ การถ่ายโอนและการปล่อยพลังงานทำได้โดยการนำและการถอดท่อสวิตช์:
ขั้นตอนที่ 1: ตั้งแต่เวลา t1 ถึง t2 หลอดสวิตชิ่ง Q2 และ Q3 จะเปิดขึ้น ในเวลานี้ กระแสอินพุท I1 จะไหลเข้าสู่ขั้วเดียวกันของขดลวดด้านไฟฟ้าแรงสูงของหม้อแปลงไฟฟ้า และกระแสไฟเอาท์พุต I2 จะไหลออกจากขั้วเดียวกันของขดลวดด้านแรงดันต่ำของหม้อแปลงไฟฟ้า ด้านไฟฟ้าแรงสูง U2 ถ่ายโอนพลังงานไปยังด้านไฟฟ้าแรงต่ำ U1 และตัวเหนี่ยวนำ L พร้อมกัน
ขั้นที่ 2: ตั้งแต่เวลา t2 ถึง t3 สวิตช์ Q2 และ Q3 จะถูกปิด I2 จะถูกต่อโดยไดโอดตัวของสวิตช์ Q1 และ Q2 IT2 ค่อยๆ ลดลง IQ1 ค่อยๆ เพิ่มขึ้น และพลังงานที่เก็บไว้ในตัวเหนี่ยวนำ L และพลังงานแม่เหล็กตกค้าง ของขดลวดแรงดันต่ำจะถูกปล่อยไปทางด้านแรงดันต่ำ
ขั้นที่ 3: ตั้งแต่เวลา t3 ถึง t4 สวิตช์ Q1 จะเปิดอยู่ I2 จะทำงานต่อโดยสวิตช์ Q1 และพลังงานที่เก็บไว้ในตัวเหนี่ยวนำ L จะถูกปล่อยไปยังด้านแรงดันต่ำ U1
ขั้นที่ 4: ตั้งแต่เวลา t4 ถึง t5 สวิตช์ Q1 จะถูกปิด I2 จะถูกต่อโดยไดโอดตัวของสวิตช์ Q1 และพลังงานที่เก็บไว้ในตัวเหนี่ยวนำ L ยังคงถูกปล่อยไปยังด้านแรงดันต่ำ U1 ในหมู่พวกเขา ระยะที่สองและระยะที่สี่เป็นทั้งระยะโซนตาย เพื่อป้องกันไม่ให้ Q1 ลัดวงจรขดลวดแรงดันต่ำเมื่อ Q2 และ Q3 กำลังดำเนินการ สวิตช์ Q4 เชื่อมต่อแบบอนุกรมกับตัวเก็บประจุแบบแคลมป์ C3 และเชื่อมต่อแบบขนานที่ปลายทั้งสองด้านของสวิตช์ Q3 สำหรับการแคลมป์แบบแอคทีฟและการรีเซ็ตแม่เหล็กของหม้อแปลง
4 สถานะการใช้งานปัจจุบันของ BMS Active Balancing ในระบบกักเก็บพลังงาน
(1) วิสาหกิจที่เข้าร่วมตลาด
ปัจจุบันมีผู้เข้าร่วมตลาดสามประเภทหลักในการปรับสมดุล BMS ในระบบจัดเก็บพลังงาน: ผู้ผลิตยานพาหนะ ผู้ผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมพลังงาน และผู้ผลิต BMS อิสระ
กำลังการผลิตติดตั้งของ BMS ที่ผลิตโดยผู้ผลิตรถยนต์คิดเป็นประมาณ 21.3% ของทั้งหมด กำลังการผลิตติดตั้งของ BMS ที่ผลิตโดยโรงงานแบตเตอรี่ลิเธียมพลังงานคิดเป็นประมาณ 45.4% และผู้ผลิต BMS มืออาชีพคิดเป็นประมาณ 33.3% ของส่วนแบ่ง แม้ว่าผู้ผลิตรถยนต์และผู้ผลิตแบตเตอรี่จะยังคงดำรงตำแหน่งสำคัญ แต่ด้วยแนวโน้มของความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและการแบ่งงานเฉพาะด้าน ผู้ผลิต BMS มืออาชีพก็เพิ่มขึ้นอย่างแข็งแกร่งและกลายเป็นผู้มีบทบาทสำคัญในด้านรถยนต์เพื่อการพาณิชย์ และคาดว่าจะสร้างผลกระทบอย่างมากในด้านพลังงาน ช่องเก็บของ
ตัวอย่างเช่น CATL และ BYD ถือส่วนแบ่งการตลาดที่สำคัญในด้านแบตเตอรี่ลิเธียมพลังงาน ขณะเดียวกันก็มีอิทธิพลบางอย่างในตลาด BMS สำหรับจัดเก็บพลังงาน General Motors, Tesla, BYD, Huating Power และผู้ผลิตรถยนต์อื่นๆ รวมถึงผู้ผลิตแบตเตอรี่ เช่น BYD, Samsung, CATL, Xinwangda, Desai Battery, Tuobang Co., Ltd. และ Beijing Plaid ต่างมีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในการจัดเก็บพลังงาน ตลาดบีเอ็มเอส. นอกจากนี้ ผู้ผลิต BMS มืออาชีพ เช่น Hangzhou Gaote Electronics, Xieneng Technology และ Sci Tech Electronics ต่างก็สำรวจด้าน BMS การจัดเก็บพลังงานอย่างต่อเนื่อง
(2) ปัญหาที่มีอยู่
1. BMS การจัดเก็บพลังงานของจีนเริ่มต้นค่อนข้างช้า โดยมีมาตรฐานที่ไม่สมบูรณ์และไม่มีกลยุทธ์การควบคุมแบบรวมศูนย์ แม้ว่าจะมีมาตรฐานกรอบการทำงานอยู่แล้ว แต่แต่ละบริษัทก็มีข้อกำหนดที่แตกต่างกันสำหรับกล่องไฟฟ้าแรงสูงและชุดสายไฟเก็บพลังงาน ซึ่งนำไปสู่ต้นทุนการติดตั้งและการว่าจ้างที่สูง ข้อผิดพลาดหลายประการ และการทำงานและการบำรุงรักษาระบบกักเก็บพลังงานที่ยากลำบาก หน่วยงานที่เกี่ยวข้องของประเทศกำลังกำหนดมาตรฐานที่เกี่ยวข้องกับอุตสาหกรรม ซึ่งคาดว่าจะควบคุมอุตสาหกรรม BMS ต่อไป รับประกันความปลอดภัยและอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ และลดต้นทุนของระบบจัดเก็บพลังงานด้วยการกำหนดมาตรฐานและการปรับขนาด
2. ความน่าเชื่อถือของเทคโนโลยีการปรับสมดุลแบบแอคทีฟยังคงต้องได้รับการปรับปรุงเพิ่มเติม และจำเป็นต้องลดต้นทุนลงอีก ปัจจุบันโครงสร้างของสมดุลเชิงรุกมีความซับซ้อนและราคาสูงกว่าสมดุลเชิงรับมาก ตัวอย่างเช่น วิธีการทั่วไปของการปรับสมดุลแบบแอคทีฟโดยใช้หม้อแปลงสำหรับการชาร์จและการคายประจุ DC-DC นั้นมีโครงสร้างที่ซับซ้อน และการออกแบบและการควบคุมเมทริกซ์สวิตช์และไดรเวอร์นั้นทำได้ยาก ซึ่งยังจำกัดการรวมฟังก์ชันการปรับสมดุลแบบแอคทีฟเข้ากับไอซีเฉพาะแบบเต็มรูปแบบอีกด้วย นอกจากนี้ โครงสร้างที่ซับซ้อนย่อมนำไปสู่วงจรที่ซับซ้อน และการเพิ่มขึ้นของต้นทุนและอัตราความล้มเหลวเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ ซึ่งยังจำกัดการส่งเสริม BMS ที่สมดุลแบบแอคทีฟอีกด้วย
3. อัลกอริธึม BMS การจัดเก็บพลังงานเพิ่งเริ่มต้น และยังมีพื้นที่สำหรับการปรับปรุงในการประมาณความคืบหน้า การบรรจบกันของอัลกอริธึม และความทนทาน โดยเฉพาะอัลกอริธึมการเตือนแบตเตอรี่มีความสำคัญมากในระบบกักเก็บพลังงาน แต่ก็ยังเกือบจะว่างเปล่าในอุตสาหกรรมในจีน โดยรวมแล้ว อุตสาหกรรม BMS ในด้านการจัดเก็บพลังงานมีระดับโดยรวมต่ำ โดยมีองค์กรการผลิต BMS ที่หลากหลายและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่ไม่สม่ำเสมอ องค์กรบางแห่งมีความเข้าใจเกี่ยวกับระบบกักเก็บพลังงานไม่เพียงพอ สิ่งนี้ส่งผลให้ BMS อยู่ในอันดับที่สูงเสมอในการจัดอันดับความล้มเหลวของส่วนประกอบของระบบกักเก็บพลังงานทั้งหมด
5 แนวโน้มการพัฒนา BMS Active Balancing ในระบบกักเก็บพลังงาน
(1) เทคโนโลยีการปรับสมดุลแบบแอคทีฟกลายเป็นเทรนด์ในอนาคต
ด้วยการปรับปรุงข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพสำหรับระบบกักเก็บพลังงานอย่างต่อเนื่อง ข้อดีของเทคโนโลยีการปรับสมดุลแบบแอคทีฟจึงมีความโดดเด่นมากขึ้นเรื่อยๆ สามารถปรับปรุงความสม่ำเสมอของชุดแบตเตอรี่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของระบบกักเก็บพลังงาน ในการใช้งานจริง เทคโนโลยีการปรับสมดุลแบบแอคทีฟสามารถถ่ายโอนพลังงานจากแบตเตอรี่พลังงานสูงไปยังแบตเตอรี่พลังงานต่ำ ทำให้เกิดความสมดุลของพลังงานในชุดแบตเตอรี่ เช่นเดียวกับการตัดจุดแข็งและจุดอ่อนของกระดานไม้ เทคโนโลยีนี้ไม่เพียงแต่มีประสิทธิภาพสูงและการสูญเสียต่ำเท่านั้น แต่ยังมีกระแสที่สมดุลขนาดใหญ่และผลลัพธ์ที่รวดเร็วอีกด้วย ดังนั้นเทคโนโลยีการปรับสมดุลแบบแอคทีฟจะถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวางในระบบการจัดการแบตเตอรี่เก็บพลังงานและกลายเป็นแนวโน้มการพัฒนาในอนาคต
(2) การแปลส่วนประกอบหลักเป็นภาษาท้องถิ่น
การพัฒนาอุตสาหกรรม BMS ในประเทศจำเป็นต้องมุ่งเน้นไปที่การแปลส่วนประกอบหลักให้เป็นภาษาท้องถิ่น ปัจจุบัน BMS การจัดเก็บพลังงานของจีนเริ่มต้นค่อนข้างช้า และส่วนประกอบสำคัญต้องอาศัยการนำเข้า ซึ่งไม่เพียงเพิ่มต้นทุน แต่ยังอาจเผชิญกับความเสี่ยงจากอุปทานที่ไม่เสถียรอีกด้วย การปรับปรุงขีดความสามารถด้านการวิจัยและพัฒนาที่เป็นอิสระ และการบรรลุถึงการแปลส่วนประกอบหลักเป็นภาษาท้องถิ่น มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเพิ่มขีดความสามารถในการแข่งขันของอุตสาหกรรม BMS ของจีน ตัวอย่างเช่น รายงานการวิจัยที่เผยแพร่โดย China International Capital Corporation (CICC) ชี้ให้เห็นว่ายังมีช่องทางที่ดีในการปรับปรุงอัตราการโลคัลไลเซชันของชิปการจัดการแบตเตอรี่ และผู้ผลิตในท้องถิ่นก็เผชิญกับโอกาสทางธุรกิจที่สำคัญ ด้วยการเติบโตของพื้นที่ตลาดปลายน้ำในประเทศและส่วนแบ่งของผู้ผลิตปลายน้ำที่เพิ่มขึ้นในท้องถิ่น ผู้ผลิตชิปการจัดการแบตเตอรี่ในท้องถิ่นคาดว่าจะนำมาซึ่งโอกาสใหม่ ๆ
(3) ปรับปรุงการบูรณาการผลิตภัณฑ์
ในอนาคต การผสมผสานระหว่างอัลกอริธึมสถานะแบตเตอรี่และข้อมูลขนาดใหญ่บนคลาวด์จะกลายเป็นกระแสหลัก และอัลกอริธึมปัญญาประดิษฐ์จะถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวางใน BMS สิ่งนี้จะปรับปรุงความน่าเชื่อถือและความปลอดภัยของระบบ ตัวอย่างเช่น สิทธิบัตร "Energy Storage Converter and Energy Storage System" ที่บริษัท Xi'an Xingyuan Borui New Energy Technology Co., Ltd. ใช้ ทำให้การออกแบบง่ายขึ้น ลดความซับซ้อนและจำนวนส่วนประกอบของระบบ และลดการออกแบบลงอย่างมาก ต้นทุนและความยากลำบากในการบูรณาการ ในขณะเดียวกัน การออกแบบชุดควบคุมทำให้อุปกรณ์สามารถจัดสรรพลังงานได้อย่างชาญฉลาด ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการดำเนินงานของระบบกักเก็บพลังงาน ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง การบูรณาการผลิตภัณฑ์ของ BMS จะได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง โดยให้การสนับสนุนที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้นสำหรับการพัฒนาระบบกักเก็บพลังงาน