Sebagai sarana perlindungan, sebagian besar sistem baterai litium dengan hampir semua tegangan rangkaian memerlukan sistem manajemen baterai (BMS) untuk menjaga kondisi pengoperasian sel dalam batasnya. Kompleksitasnya dapat berkisar dari sekadar penyeimbangan sel hingga yang memantau tegangan sel; suhu dan arus sel; dan, melalui penggunaan sakelar atau relai semikonduktor, akan memutuskan sambungan baterai dari UPS jika ada variabel yang dipantau melebihi batas pengoperasiannya.

Saat menghubungkan sistem baterai lithium ke UPS , penting untuk mengetahui dan memahami batasan di mana BMS akan memutuskan sambungan baterai. Banyak BMS yang akan memberikan peringatan jika kondisi pengoperasian mendekati batas ini sebelum tindakan apa pun diambil. Dengan cara ini, beberapa tindakan dapat diambil untuk menghindari pelepasan baterai dari UPS. BMS umumnya tidak akan menyambungkan kembali baterai sampai kondisi yang menyebabkan tindakan tersebut dihilangkan. Alasan kedua untuk memiliki pemahaman yang baik tentang batasan tersebut adalah untuk memastikan UPS, dalam pengoperasian normal, tidak akan melampaui batasan tersebut. Berhati-hati untuk memastikan batas tidak akan terlampaui oleh UPS adalah praktik yang baik dan desain sistem yang baik.

Gambar 1

Berikut penjelasan singkat mengenai fungsi-fungsi yang terdapat pada tipikal BMS.

Penyeimbangan sel: Tujuan penyeimbangan sel adalah untuk menjaga tegangan terminal setiap sel, atau kumpulan sel paralel, dalam rangkaian seri kira-kira sama. Karena tegangan sel mempunyai hubungan tertentu dengan kapasitas, dengan kimia litium, menjaga tegangan ini tetap sama akan cenderung menjaga kapasitas setiap sel tetap sama. Hal ini kemudian akan berfungsi untuk mencegah sel-sel yang lebih lemah, yaitu sel-sel yang memiliki kapasitas lebih rendah, agar tidak terkuras secara berlebihan. Demikian pula, sel dengan kapasitas lebih tinggi tidak akan dikenakan biaya berlebihan. Pentingnya keseimbangan sel dapat dilihat pada Gambar 1. Di sini, ditampilkan siklus pengosongan dan pengisian dua paket LFP yang berisi 12 sel secara seri dan 3 sel secara paralel.

Pada plot pelepasan, catat beberapa tegangan sel dalam paket tanpa penyeimbang yang turun di bawah 2,0 V, batas minimum, mendekati akhir pelepasan. Hal ini merupakan pemakaian yang berlebihan dan mulai terjadi setelah siklus kedelapan. Dalam paket dengan penyeimbangan sel, tegangan turun menjadi 2,5 V untuk sebagian besar sel, dengan satu sel mencapai 2,3 V sebelum pengosongan berakhir. Semua sel secara substansial berada di atas batas 2 V.

Selama pengisian, setelah pengosongan kedelapan, perhatikan penyebaran tegangan sel sekitar 0,59 V untuk paket tanpa penyeimbangan sel. Satu sel hampir mencapai batas tegangan mengambang 4,0 V. Di atas batas ini terjadi pengisian daya yang berlebihan. Dengan paket yang berisi penyeimbangan sel, sel-sel tersebut dikelompokkan secara rapat di sekitar tegangan float 3,65 V.

Fungsi pengukuran: Tegangan sel, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1, adalah salah satunya. Tujuan pengukuran ini adalah untuk memastikan tegangan sel cukup dekat satu sama lain sehingga baterai dapat diisi dan dikosongkan pada rentang operasi yang diinginkan. Dalam beberapa kasus, BMS mungkin tidak mengizinkan pengisian atau pengosongan, setidaknya tidak pada beban terukur, sampai tegangan sel berada dalam kisaran yang telah ditentukan satu sama lain. Pengukuran lainnya adalah arus yang melalui sel. Biasanya terdapat batas maksimum arus pengisian dan pengosongan yang jika terlampaui akan memicu peringatan dan kemungkinan memutuskan sambungan baterai dari UPS jika kondisi ini berlanjut selama jangka waktu yang ditentukan.

Pengukuran ketiga adalah suhu sel. Saat mengevaluasi sistem baterai untuk digunakan dengan UPS, suhu casing dari satu atau lebih sel harus diukur. Karena kenaikan suhu yang cepat jika terjadi peristiwa termal, pengukuran suhu udara (internal) mungkin tidak cukup cepat, atau cukup sensitif, untuk mendeteksi timbulnya pelepasan panas dan mengambil tindakan untuk melepaskan baterai. BMS akan melindungi baterai dari suhu berlebih dengan memberi sinyal ketika suhu sel mendekati atau telah mencapai maksimum dan pada akhirnya memutuskan sambungan baterai dari UPS jika suhu maksimum telah tercapai. Tindakan lain yang terkadang dilakukan BMS adalah membatasi atau menunda pengisian baterai hingga suhu turun cukup dari batas tersebut.

Beberapa model BMS juga dapat menyediakan pengukuran status pengisian daya (SOC) dan indikasi status kesehatan (SOH) sistem baterai. SOC diperoleh dengan mengukur muatan, dalam Amp jam (Ah) dilepas (pengosongan) dan diganti (pengisian). Pengisian daya biasanya diukur dengan mengintegrasikan arus masuk atau keluar baterai terhadap waktu. Dimulai dengan nilai biaya tersedia yang diketahui, SOC hanyalah rasio biaya bersih (Ah yang dikeluarkan – Ah yang dibebankan) terhadap biaya yang tersedia. SOH merupakan indikator jumlah degradasi atau penuaan yang terjadi sejak baterai masih baru. Pendekatan dasarnya adalah menentukan seberapa besar penurunan biaya yang tersedia seiring bertambahnya usia. Pelepasan uji, mulai dari keadaan terisi penuh, biasanya digunakan untuk membuat perkiraan ini. Hilangnya kapasitas seiring bertambahnya usia baterai terkadang disebut sebagai kapasitas memudar.

Jika Anda mencari baterai yang tidak hanya memiliki siklus hidup yang panjang, kinerja pemakaian tanpa gangguan, kemampuan pengisian cepat, kepadatan energi lebih tinggi, namun juga jika Anda memerlukan baterai litium yang akan membuat Anda bebas khawatir dalam pengoperasiannya, dan lebih sedikit tekanan terkait keselamatan, EverExceed baterai lithium besi fosfat adalah pilihan terbaik untuk Anda, karena baterai LFP EverExceed dibangun di dalam BMS kelas dunia dan menjamin Anda sama sekali TIDAK ADA KEBAKARAN, TANPA LEDAKAN!