BMS ย่อมาจาก Battery Management System หรือถ้าแปลเป็นไทยก็คือ ระบบจัดการแบตเตอรี่ ซึ่งจะทําหน้าที่ในการ Maintain balance cell battery เพื่ออัดไฟให้เต็มมากที่สุด และยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ หากยังนึกภาพไม่ออก ผมจะยกตัวอย่างดังนี้ครับ เมื่อเรานําแบตเตอรี่หลายๆก้อนมาต่อกันแบบอนุกรมเพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าตามที่เราต้องการแบบในรูป

จากรูปเราจะได้แรงดันไฟฟ้าจากการต่อแบบนี้ 15V ดูแล้วไม่น่าจะมีปัญหาอะไร แต่ในความเป็นจริง ในขณะที่เรานําแบตเตอรี่ไปใช้งาน ปริมาณกระแสไฟฟ้าที่เหลืออยู่ในแบตเตอรี่แต่ละก้อนจะไม่เท่ากัน  ดังรูป

ในขณะที่เรานําแบตเตอรี่ไปใช้งาน เมื่อแบตเตอรี่ก้อนใดก้อนหนึ่งหมดก่อน (ก้อน 10%) แบตเตอรี่ก้อนนั้นจะเกิดความเสียหายได้ เพราะว่าจ่ายกระแสไฟฟ้าเกิดกว่าความจุของตัวเอง เนื่องจากก้อนอื่นๆยังจ่ายกระแสได้อยู่ หรือถ้าเรานําไปชาร์จไฟ ก้อนที่มีความจุมากที่สุด (ก้อน 90%) จะเกิด Over Charge ก็จะทําให้แบตเตอรี่ก้อนนั้นเกิดความเสียหายด้วยเหมือนกัน เนื่องจากก้อนอื่นๆ ยังชาร์จอยู่ เราจึงต้องมีระบบ BMS (Battery Management System) เข้ามาช่วยจัดการ Battery ให้ปริมาณกระแสไฟฟ้าของ Battery แต่ละก้อนที่มาต่อแบบอนุกรมกันนั้นมีปริมาณเท่ากันตลอดเวลา เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ และยืดอายุของแบตเตอรี่

BMS (Battery Management System) ทํางานอย่างไร

BMS จะทําหน้าที่ควบคุมกระแสไฟฟ้าที่ไหลเข้า หรือออกจากแบตเตอรี่ เพื่อทําให้ดันของแบตเตอรี่แต่ละก้อนเท่าๆกันอยู่เสมอ (เมื่อแรงดันของแบตเตอรี่เท่ากัน หมายความว่าปริมาณของกระแสไฟฟ้าที่เหลืออยู่จะเท่ากันด้วย) BMS จะมีอยู่ด้วยกันสองแบบ ซึ่งการทํางานจะต่างกัน ดังนี้

Passive balancing

BMS แบบ Passive balancing เป็น BMS ที่จะทํางานก็ต่อเมื่อมี Battery เซลล์ใดเซลล์หนึ่งเต็ม Bypass กระแสไฟฟ้าของเซลล์นั้นทิ้งไปตามรูป

เมื่อนํา Battery ไปต่อใช้งาน วงจร BMS จะไม่ได้ทําหน้าที่อะไร ทําให้การคายประจุของแต่ละเซลล์ไม่ Balance กัน ส่งผลให้บางเซลล์ยังมีพลังงานเหลืออยู่ไม่ได้ใช้งาน ซึ่งจะใช้งาน Battery ได้ไม่เต็มประสิทธิภาพ

Active balanceing

BMS แบบ Active balanceing เป็น BMS ที่จะทํางานก็ต่อเมื่อมีแรงดันไฟฟ้าของแต่ละเซลล์ต่างกัน หมายความว่าจะทํางานตลอดเวลาทั้งตอนชาร์จ และการนําไปต่อกับโหลด โดยเมื่อมีแรงดันไฟฟ้าลองแต่ละเซลล์ต่างกัน BMS จะทําการนํากระแสไฟฟ้าจากเซลล์ที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงกว่าไปชาร์จให้กับเซลล์ที่มีแรงดันไฟฟ้าตํ่ากว่าดังรูป

ในทุกๆเซลล์จะคายประจุจนหมดพร้อมๆกัน ส่งผลทําให้  BMS แบบ Active balance นี้มีประสิทธิภาพสูงกว่า BMS แบบ Passive balance

การใช้งานจริงในบางงานเราอาจไม่จําเป็นต้องใช้ Active balance ก็ได้ ใช้แค่ Passive balance ก็เพียงพอแล้ว เพราะราคาถูกว่าเยอะ ทั้งนี้ก็ขึ้นอยู่กับลักษณะของงานแต่ละประเภท ลองศึกษาและนําไปใช้งานกันดูครับ

ขอบคุณทุกท่านที่อ่านมาจนถึงตรงนี้ครับ แล้วพบกันใหม่ในบทความหน้านะครับ

ที่มาของข้อมูลและรูปภาพ _https://www.engineering.com/ProductShowcase/BatteryManagementSystems.aspx __https://pantip.com/topic/37034773 __http://www.powerelectronics.com/batteries/battery-simulator-provides-mobile-insurance _https://electrek.co/2016/12/14/tesla-battery-capacity/