Cảm biến nhiệt độ pin (Battery temperature sensor) là gì?

Mục lục · 11 phần

Cảm biến nhiệt độ pin (Battery temperature sensor) là linh kiện đo nhiệt độ ắc quy hoặc cell pin rồi gửi số đo cho bộ sạc hoặc BMS.[1][6] BMS (hệ thống quản lý pin) dùng số đo này để ước lượng trạng thái sạc (SOC), trạng thái sức khỏe pin (SOH) và tránh điều kiện nguy hiểm.[1] Hai loại cảm biến dùng rộng rãi nhất là điện trở nhiệt (thermistor) và cặp nhiệt điện (thermocouple).[1] Trên công trình điện mặt trời có lưu trữ, cảm biến nhiệt độ pin có hai dạng.[2] Dạng thứ nhất là đầu dò rời cắm vào biến tần hybrid khi dùng ắc quy chì axit.[2] Dạng thứ hai nằm trong module pin lithium; BMS đọc số đo rồi gửi lên biến tần qua CAN hoặc RS485.[2]

Cảm biến nhiệt độ pin là một phần của hệ thống quản lý pin, được giải thích ở bài hệ thống quản lý pin BMS.

Tóm tắt nhanh

MụcThông tin chính
Tên tiếng AnhBattery temperature sensor; Studer Innotec đặt mã BTS-01 cho đầu dò nhiệt độ[3]
Định nghĩaCảm biến nhiệt độ pin là linh kiện đo nhiệt độ ắc quy hoặc cell pin rồi gửi số đo cho bộ sạc hoặc BMS[1][6]
Vai tròCấp số đo nhiệt độ để BMS ước lượng SOC, SOH và tránh điều kiện nguy hiểm[1]
Loại cảm biến phổ biếnĐiện trở nhiệt và cặp nhiệt điện;[1] BMS thương mại chủ yếu đo nhiệt độ bề mặt cell[4]
Với ắc quy chì axitĐầu dò rời phục vụ sạc bù nhiệt độ; Sunny Island bắt buộc đo nhiệt độ ắc quy chì[5]
Hệ số bù nhiệt độ-5 mV/°C mỗi cell, mức đa số hãng bộ điều khiển dùng;[6] khoảng -2,5 mV/°C mỗi cell[7]
Với pin lithiumBMS đọc nhiệt độ cell, biến tần nhận qua cổng BMS dùng CAN hoặc RS485[2]
Dải nhiệt độ ví dụPylontech US5000 sạc từ 0 °C đến 50 °C, xả từ -10 °C đến 50 °C[8]
Bảo vệ nhiệt độ của BMSCảnh báo, ngắt sạc, ngắt tải, tắt máy khi nhiệt độ chạm ngưỡng[25][16]
Tiêu chuẩn liên quanIEC 62619:2022 có mục 8.2.4 kiểm soát quá nhiệt và Phụ lục A về vùng vận hành an toàn[9]
Cảm biến nhiệt độ pin, tóm tắt: hai loại phổ biến, hệ số bù -5 mV/°C mỗi cell của ắc quy chì, dải sạc 0 đến 50 °C của Pylontech US5000 và bốn bảo vệ của BMS
Cảm biến nhiệt độ pin gửi số đo cho bộ sạc hoặc BMS; ắc quy chì cần đầu dò rời, pin lithium gửi qua CAN hoặc RS485. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[1][2][5][6][8][16][25]

1. Cảm biến nhiệt độ pin (Battery temperature sensor) là gì?

Cảm biến nhiệt độ pin (Battery temperature sensor) là linh kiện đo nhiệt độ ắc quy hoặc cell pin rồi gửi số đo cho bộ sạc hoặc BMS.[1][6] Cảm biến (sensor) là bộ phận của hệ đo chịu tác động trực tiếp của vật mang đại lượng cần đo.[10] Với cảm biến nhiệt độ pin, vật đó là ắc quy hoặc cell pin, đại lượng cần đo là nhiệt độ. Mục 3.8 của Từ vựng quốc tế về đo lường (VIM, JCGM 200:2012) lấy ví dụ cuộn cảm biến của nhiệt kế điện trở bạch kim.[10]

Vai trò của số đo nhiệt độ trong BMS

Số đo nhiệt độ giúp BMS ước lượng SOC và SOH của pin lithium.[1] Số đo này còn giúp tránh điều kiện nguy hiểm, giữ hiệu năng và số chu kỳ sạc xả ở mức cao nhất.[1] Gradient nhiệt hình thành trong lúc pin làm việc, vì vậy đo nhanh và chính xác là yêu cầu khó.[1]

Cảm biến nhiệt độ pin, định nghĩa cảm biến theo VIM, JCGM 200:2012 và ba vai trò của số đo nhiệt độ trong BMS
Cảm biến nhiệt độ pin chịu tác động trực tiếp của nhiệt độ ắc quy, cấp số đo để BMS ước lượng SOC, SOH và tránh nguy hiểm. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[1][10]

Vị trí cảm biến trong bộ điều khiển sạc

Cảm biến nhiệt độ dùng cho sạc bù có ba vị trí: nằm trong bộ điều khiển, gắn trên vỏ ắc quy hoặc gắn vào cực ắc quy.[6] Tài liệu IEA PVPS T3-05:1998 của Usher và Ross mô tả ba vị trí này cho bộ điều khiển sạc điện mặt trời.[6]

Cảm biến nhiệt độ pin, ba vị trí đặt cảm biến cho bộ điều khiển sạc: trong bộ điều khiển, trên vỏ ắc quy và ở cực ắc quy, theo IEA PVPS T3-05:1998
Cảm biến nhiệt độ pin cho sạc bù nằm trong bộ điều khiển, trên vỏ ắc quy hoặc ở cực ắc quy. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[6]

Cảm biến trong BMS pin lithium thương mại

Phần lớn BMS thương mại dựa vào số đo nhiệt độ bề mặt cell.[4] Điện trở nhiệt là một trong số ít loại cảm biến được dùng trong BMS thương mại.[4] Điện trở nhiệt và cặp nhiệt điện được xếp vào nhóm phương pháp đo truyền thống đang dùng rộng rãi.[1]

Hai dạng cảm biến nhiệt độ pin lưu trữ trên công trình

Dạng thứ nhất là đầu dò rời nối vào cổng cảm biến của biến tần hybrid hoặc bộ sạc. Trên biến tần Deye SUN-14/20K-SG05LP3, cổng TEMP là cổng cảm biến nhiệt độ dành cho ắc quy chì axit.[2] Dạng thứ hai là cảm biến đặt trong module pin lithium. Biến tần Deye hiển thị nhiệt độ từng module pin lithium nhận qua cổng BMS.[2]

Tên cổng cảm biến trên biến tần hybrid của từng hãng

Mỗi hãng đặt tên riêng cho đầu dò và cổng đấu. Đầu dò nhiệt độ của dòng Xtender mang mã BTS-01 của Studer Innotec.[3] Cổng đấu đầu dò trên SMA Sunny Island tên là BatTmp.[5] Deye gọi cổng là TEMP, còn Victron gọi phụ kiện là temperature sensor.[2][11]

Cảm biến nhiệt độ pin: đầu dò rời cắm cổng TEMP cho ắc quy chì và cảm biến trong module lithium gửi qua CAN hoặc RS485, kèm tên cổng của Studer, SMA, Deye, Victron
Cảm biến nhiệt độ pin là đầu dò rời cắm cổng TEMP cho ắc quy chì, hoặc nằm trong module lithium và gửi qua cổng BMS. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[2][3][5][11]

Vì sao ắc quy chì axit cần đầu dò nhiệt độ rời

Ắc quy chì axit thường không có điện trở nhiệt tích hợp sẵn.[7] Vì vậy Victron và SMA dùng đầu dò rời gắn lên ắc quy để bộ sạc có số đo nhiệt độ.[11][5] Pin lithium thương mại thì có BMS đo nhiệt độ bề mặt cell.[4]

Cảm biến cần có vì nhiệt độ làm thay đổi dung lượng, tốc độ lão hóa và mức an toàn của pin. Mục 2 trình bày từng thay đổi đó để thấy số đo nhiệt độ được dùng vào việc gì.

2. Nhiệt độ ảnh hưởng thế nào đến dung lượng, tuổi thọ và an toàn của pin?

Nhiệt độ ảnh hưởng đến pin theo hai chiều: nhiệt độ thấp làm giảm dung lượng, nhiệt độ cao làm tăng tốc lão hóa và tăng nguy cơ thoát nhiệt.[12][4] Hiện tượng này có ở cả ắc quy chì lẫn pin lithium.[12][4]

Ắc quy chì mất dung lượng khi lạnh và lão hóa nhanh khi nóng

Dung lượng ắc quy chì giảm khoảng 1 % cho mỗi độ dưới khoảng 20 °C.[12] Nhiệt độ cao làm tăng tốc lão hóa, tự xả và tiêu hao chất điện phân của ắc quy chì.[12] Ắc quy AGM có thể nhạy hơn với biến động nhiệt độ khi chế độ sạc không bù nhiệt độ.[13]

Cảm biến nhiệt độ pin: dung lượng ắc quy chì giảm khoảng 1 % mỗi độ dưới 20 °C, nóng làm tăng lão hóa, tự xả và tiêu hao điện phân
Cảm biến nhiệt độ pin cần cho ắc quy chì: dung lượng giảm khoảng 1 % mỗi độ dưới 20 °C, nóng làm lão hóa nhanh. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[12][13][14]

Điện áp ắc quy phụ thuộc nhiệt độ và SOC

Điện áp ắc quy thay đổi theo cả nhiệt độ lẫn trạng thái sạc (SOC).[14] Vì vậy số đo điện áp chỉ cho ước lượng thô về mức sạc.[14] SOC được giải thích ở bài SOC. Khoảng điện áp pin làm việc là nội dung của bài Dải điện áp pin.

Dung lượng pin LFP giảm ở nhiệt độ thấp

Dung lượng định mức của pin Victron LFP-Smart lấy ở 25 °C và tốc độ xả 1C.[16] Ở 0 °C, dung lượng giảm khoảng 20 %; ở -20 °C, dung lượng giảm khoảng 50 %.[16] Bản LFP-Smart 12,8/200 còn 160 Ah ở 0 °C và 100 Ah ở -20 °C, với dòng xả tối đa 1C.[17] Cách đọc con số dung lượng trên nhãn pin là nội dung của bài Dung lượng định mức. Pin LFP được giải thích ở bài pin LFP.

Cảm biến nhiệt độ pin, thanh đúng tỷ lệ dung lượng pin Victron LFP-Smart 12,8/200: 200 Ah ở 25 °C, 160 Ah ở 0 °C, 100 Ah ở -20 °C
Cảm biến nhiệt độ pin giúp biết dung lượng thực: LFP-Smart 12,8/200 còn 160 Ah ở 0 °C và 100 Ah ở -20 °C. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[16][17]

Nhiệt độ thấp gây mạ lithium trên điện cực graphit

Rauhala và cộng sự chạy chu kỳ cell thương mại graphit/LiFePO4 ở nhiệt độ phòng, 0 °C và -18 °C theo biểu đồ tải xe điện.[15] Nhóm tác giả quan sát thấy mạ lithium (lithium plating), tức lithium kim loại bám lên điện cực graphit.[15] Mạ lithium cùng sự phát triển lớp SEI gắn với mức mất dung lượng theo nhiệt độ chu kỳ.[15] Điện cực LiFePO4 chỉ suy giảm nhỏ ở mọi nhiệt độ thử.[15]

Cảm biến nhiệt độ pin: thử nghiệm của Rauhala và cộng sự (2018) ở nhiệt độ phòng, 0 °C và -18 °C, kết quả mạ lithium trên graphit
Cảm biến nhiệt độ pin cảnh báo vùng lạnh: Rauhala thấy mạ lithium trên graphit khi chạy chu kỳ ở 0 °C và -18 °C. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[15]

Ngưỡng nhiệt độ sạc thấp nhất của pin lithium

Cell pin lithium bị hư hại vĩnh viễn khi sạc ở nhiệt độ dưới 5 °C, theo sổ tay pin Victron Lithium Battery Smart.[18] Bộ sạc Victron Blue Smart IP22 cấm sạc pin lithium ion khi nhiệt độ pin dưới 0 °C.[19] Hai mức này là ngưỡng bảo vệ nhiệt độ thấp mà BMS dùng ở mục 8.

Pin lithium lão hóa nhanh hơn khi vượt 30 °C

Nhiệt độ trên 30 °C làm tăng tốc lão hóa pin lithium ion.[4] Các cơ chế lão hóa gồm mạ lithium và sự phát triển của lớp SEI.[4] Lớp SEI (Solid electrolyte interphase) là lớp nằm trên bề mặt điện cực âm cacbon bên trong cell.[4] Số chu kỳ sạc xả được trình bày ở bài tuổi thọ pin lithium.

Nhiệt độ cao làm tăng nguy cơ thoát nhiệt

Lớp SEI trên điện cực âm cacbon bắt đầu phân hủy tỏa nhiệt khi nhiệt độ vượt 85 °C.[4] Khi nhiệt độ bên trong cell cao, nguy cơ thoát nhiệt (mất kiểm soát nhiệt), xì khí, cháy hoặc nổ tăng lên.[4] Các phép thử thoát nhiệt được trình bày ở bài IEC 62619.

Vì nhiệt độ cần được theo dõi liên tục, cảm biến phải đổi nhiệt độ thành tín hiệu điện mà BMS và bộ sạc đọc được. Mục 3 giải thích tín hiệu đó sinh ra theo nguyên lý nào.

Cảm biến nhiệt độ pin, thang đúng tỷ lệ bốn ngưỡng: 0 °C, 5 °C cấm sạc, trên 30 °C lão hóa nhanh, 85 °C lớp SEI bắt đầu phân hủy
Cảm biến nhiệt độ pin canh bốn ngưỡng: dưới 0 °C và 5 °C cấm sạc, trên 30 °C lão hóa nhanh, trên 85 °C SEI phân hủy. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[4][18][19]

3. Cảm biến nhiệt độ pin đo nhiệt độ theo nguyên lý nào?

Cảm biến nhiệt độ pin đo theo hai nguyên lý: điện trở thay đổi theo nhiệt độ, hoặc điện áp thay đổi theo nhiệt độ.[4][20][21] Điện trở nhiệt và cảm biến RTD dùng nguyên lý điện trở.[4] Cặp nhiệt điện và cảm biến vi mạch dùng nguyên lý điện áp.[20][21]

Điện trở nhiệt NTC và PTC

Điện trở nhiệt (thermistor) là điện trở có giá trị thay đổi theo nhiệt độ xung quanh, nên đọc điện trở là biết nhiệt độ.[4] Khi nhiệt độ tăng, điện trở của loại PTC tăng, còn điện trở của loại NTC giảm.[4] Loại NTC có độ chính xác cao và đường đặc tính beta gần tuyến tính.[4]

Cảm biến nhiệt độ pin, hai nguyên lý đo: điện trở thay đổi hoặc điện áp thay đổi theo nhiệt độ, kèm đường định tính của NTC và PTC
Cảm biến nhiệt độ pin đo theo hai nguyên lý: điện trở thay đổi theo nhiệt độ hoặc điện áp thay đổi theo nhiệt độ. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[4][20][21]

Dải đo và độ chính xác của điện trở nhiệt NTC

Điện trở nhiệt NTC đo trong dải từ -20 °C đến 120 °C.[4] Các nghiên cứu được tổng quan của Jinasena và cộng sự liệt kê ở bảng 2 dùng NTC có độ chính xác 0,1 °C và 0,2 °C.[4] Xét chung các loại điện trở nhiệt, dải đo rộng hơn, từ -55 °C đến 300 °C.[4]

Cảm biến RTD

Cảm biến RTD (Resistance temperature detector), hay nhiệt điện trở kim loại, là cảm biến dùng dây dẫn kim loại có điện trở thay đổi theo nhiệt độ.[4] RTD bạch kim có độ ổn định tốt, độ chính xác cao, đặc tính tuyến tính và dải nhiệt độ làm việc rộng.[4]

Cặp nhiệt điện

Cặp nhiệt điện (thermocouple) là cảm biến có một mối nối nóng và một mối nối lạnh, tạo ra điện áp khi hai mối nối chênh nhiệt độ.[20] Electron ở mối nối nóng bị kích thích, di chuyển và khuếch tán về mối nối lạnh, sinh ra điện áp.[20] Độ dốc của đường hiệu chuẩn giữa chênh lệch nhiệt độ và điện áp là hiệu hệ số Seebeck.[20] Loại K và loại T là hai loại cặp nhiệt điện dùng nhiều nhất.[4]

Cảm biến nhiệt độ vi mạch

Cảm biến nhiệt độ vi mạch (IC temperature sensor) là chip bán dẫn đo nhiệt độ qua khe năng lượng của silic.[21] Khe năng lượng này thay đổi theo nhiệt độ theo quy luật dự đoán được.[21] Một nguồn dòng chính xác cấp dòng cho tiếp giáp p-n phân cực thuận bên trong vi mạch.[21] Điện áp trên tiếp giáp đó thay đổi theo nhiệt độ của linh kiện.[21] Cảm biến vi mạch có độ tuyến tính và độ chính xác cao, tới ±0,1 °C, nhưng dải nhiệt độ làm việc hạn chế.[21]

Cảm biến nhiệt độ pin: sơ đồ RTD dây kim loại, cặp nhiệt điện hai mối nối và cảm biến vi mạch tiếp giáp p-n
Cảm biến nhiệt độ pin loại RTD, cặp nhiệt điện và vi mạch: dây kim loại, hai mối nối và tiếp giáp p-n. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[4][20][21]
Cảm biến nhiệt độ pin, thanh đúng tỷ lệ dải đo: điện trở nhiệt NTC từ -20 °C đến 120 °C, các loại điện trở nhiệt từ -55 °C đến 300 °C, vi mạch từ -55 °C đến 200 °C
Cảm biến nhiệt độ pin: NTC đo từ -20 °C đến 120 °C, vi mạch từ -55 °C đến 200 °C, thang đúng tỷ lệ. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[4][21]

So sánh bốn loại cảm biến nhiệt độ

Loại cảm biếnNguyên lýDải đoĐộ chính xácNguồn
Điện trở nhiệt NTCĐiện trở giảm khi nhiệt độ tăngTừ -20 °C đến 120 °C0,1 °C và 0,2 °C trong các nghiên cứu được dẫn[4]
Các loại điện trở nhiệtĐiện trở thay đổi theo nhiệt độTừ -55 °C đến 300 °CKhông công bố trong nguồn[4]
Cảm biến RTD bạch kimĐiện trở dây kim loại thay đổi theo nhiệt độDải rộng, không công bố sốĐộ chính xác cao, không công bố số[4]
Cặp nhiệt điện loại K, loại TĐiện áp sinh ra từ chênh nhiệt độ hai mối nốiKhông công bố trong nguồnKhông công bố trong nguồn[4][20]
Cảm biến vi mạchĐiện áp tiếp giáp p-n thay đổi theo nhiệt độTừ -55 °C đến +200 °CTới ±0,1 °C[21]
Cảm biến nhiệt độ pin: bảng so sánh điện trở nhiệt NTC, điện trở nhiệt, RTD bạch kim, cặp nhiệt điện và cảm biến vi mạch theo nguyên lý, dải đo, độ chính xác
Cảm biến nhiệt độ pin: bảng so sánh NTC, điện trở nhiệt, RTD, cặp nhiệt điện và vi mạch theo nguyên lý, dải đo. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[4][20][21]

Bảng so sánh của Texas Instruments cho dải cảm biến vi mạch và không đề cập riêng pin hay BMS.[21]

Kích thước cảm biến và thời gian đáp ứng

Koshkouei và cộng sự thử cặp nhiệt điện loại K và loại T trên cell trụ 21700 NCA và cell túi LTO khi chạy dòng lớn.[22] Nhóm tác giả so số đo với camera hồng ngoại và kiểm ảnh hưởng của trường điện từ từ cell.[22] Kết quả cho thấy kích thước cảm biến tương quan với thời gian đáp ứng.[22]

Cảm biến nhiệt độ pin: thử nghiệm của Koshkouei và cộng sự (2024) với cặp nhiệt điện loại K, T trên cell trụ 21700 NCA và cell túi LTO
Cảm biến nhiệt độ pin: Koshkouei thử cặp nhiệt điện K, T trên cell 21700 NCA và cell túi LTO khi chạy dòng lớn. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[22]

Cảm biến cứng và cảm biến mềm

Phương pháp đo nhiệt độ bên trong cell chia thành hai nhóm.[4] Cảm biến cứng là phần cứng đặt vào trong cell hoặc đo bằng kỹ thuật không tiếp xúc.[4] Cảm biến mềm là bộ ước lượng suy ra nhiệt độ bên trong từ số đo bề mặt và mô hình.[4] Chỉ thị nhiệt độ theo tổng trở và cảm biến cách tử Bragg sợi quang vẫn đang được đánh giá.[1]

Loại cảm biến quyết định cách tạo tín hiệu, còn vị trí đặt quyết định số đo đại diện cho vùng nào của pin. Mục 4 trình bày vị trí đặt cảm biến.

Cảm biến nhiệt độ pin, Hình 1B của Jinasena và cộng sự (2022) đã dịch nhãn: cảm biến cứng tiếp xúc gồm cặp nhiệt điện, điện trở nhiệt, RTD và sợi quang
Cảm biến nhiệt độ pin loại cứng tiếp xúc: cặp nhiệt điện, điện trở nhiệt, RTD và cảm biến sợi quang; Hình 1B của Jinasena và cộng sự (2022), CC BY 4.0, Việt Nam Solar dịch nhãn. Xem hình gốc tại trang tài liệu gốc, số liệu thêm từ nguồn.[1][4]

4. Đặt cảm biến nhiệt độ pin ở vị trí nào để đo đúng?

Cảm biến nhiệt độ pin đặt đúng vị trí là đặt tại điểm nóng nhất của bộ ắc quy, như SMA yêu cầu với Sunny Island.[5] Nhiệt độ trong một cell không đều, nên vị trí đặt quyết định số đo.[20]

Nhiệt độ bên trong cell cao hơn nhiệt độ bề mặt

Nhiệt độ bên trong cell cao hơn nhiệt độ bề mặt, vì nhiệt sinh ra bên trong và thoát ra chậm hơn.[4] Ở một cell LFP 26650, chênh lệch giữa lõi và bề mặt từ 0 °C đến 10 °C.[4] Số này lấy từ Anthony và cộng sự (2017), ở bảng 1 của tổng quan Jinasena.[4] Các nghiên cứu khác trong bảng ghi chênh lệch nhỏ hơn, ví dụ 1,1 °C và từ 1 °C đến 3 °C.[4] Lee và cộng sự (2011) đo chênh lệch từ 0 °C đến 2 °C.[4]

Cảm biến nhiệt độ pin, chênh lệch nhiệt độ lõi và bề mặt cell theo bảng của Jinasena: đến 10 °C ở cell LFP 26650
Cảm biến nhiệt độ pin đo bề mặt: lõi cell LFP 26650 có thể nóng hơn bề mặt từ 0 °C đến 10 °C. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[4]

Điểm nóng nằm ở tai cực và vùng giữa cell

Goutam và cộng sự (2015) đo bề mặt cell túi bằng ảnh nhiệt hồng ngoại.[20] Tai cực dương nóng lên nhiều nhất lúc bắt đầu sạc hoặc xả, còn vùng giữa cell có mức tăng nhiệt độ lớn nhất.[20] Đo nhiệt độ bề mặt có giới hạn, vì gradient nhiệt thay đổi theo chiều dày cell.[20]

Cảm biến nhiệt độ pin: sơ đồ cell túi với điểm nóng ở tai cực dương và vùng giữa cell tăng nhiệt nhiều nhất
Cảm biến nhiệt độ pin: điểm nóng ở tai cực dương lúc bắt đầu sạc xả, vùng giữa cell tăng nhiệt nhiều nhất. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[20]

SMA đặt đầu dò ở giữa bộ ắc quy

Đầu dò của Sunny Island gắn ở giữa hệ lưu trữ, trong một phần ba phía trên của cell ắc quy.[5] Ở vị trí này, đầu dò đo được điểm nóng nhất của bộ ắc quy.[5] SMA chỉ cho phép dùng đầu dò đi kèm máy và luồn hai dây qua lõi ferit kèm theo.[5]

Cảm biến nhiệt độ pin: đầu dò BatTmp của SMA Sunny Island đặt ở giữa bộ ắc quy, trong một phần ba phía trên cell, dây dưới 30 m
Cảm biến nhiệt độ pin của Sunny Island gắn ở giữa bộ ắc quy, trong một phần ba phía trên cell, dây dưới 30 m. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[5]

Victron gắn đầu dò lên cực âm ắc quy

Đầu dò nhiệt độ của MultiPlus-II 230 V được cách điện và gắn vào cực âm của ắc quy.[11] Victron dùng đầu dò này cho chế độ sạc bù nhiệt độ của MultiPlus-II.[11]

Cảm biến gắn ngoài chính xác hơn cảm biến trong bộ điều khiển

Cảm biến gắn ngoài chính xác hơn cảm biến nằm trong bộ điều khiển.[6] Lý do là nhiệt độ ắc quy khi sạc xả có thể lệch xa nhiệt độ môi trường.[6] Cảm biến nên có sai số trong phạm vi 2 °C hoặc 3 °C, bền và chịu được môi trường ăn mòn.[6]

Khi cảm biến hoặc dây đấu bị hỏng

Khi cảm biến hoặc dây đấu bị hỏng, bộ điều khiển chuyển về chế độ an toàn, ví dụ dùng giá trị mặc định 25 °C.[6] Hỏng cảm biến hoặc dây đấu thông thường không được làm bộ điều khiển ngừng hẳn.[6] Khi đo sai nhiệt độ, Sunny Island đặt sai điện áp sạc, và điện áp sạc quá cao làm hỏng ắc quy.[5]

Cảm biến nhiệt độ pin: đầu dò Victron gắn lên cực âm ắc quy, sai số nên đạt 2 đến 3 °C và ba hệ quả khi cảm biến hỏng
Cảm biến nhiệt độ pin Victron gắn ở cực âm; sai số nên trong 2-3 °C, khi hỏng dùng mặc định 25 °C. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[5][6][11]

Chiều dài dây đầu dò và chống sét

Dây BatTmp của Sunny Island dài dưới 30 m.[5] Khi dây dài từ 30 m trở lên, hoặc ắc quy không nằm cùng tòa nhà với Sunny Island, SMA yêu cầu biện pháp chống sét phù hợp.[5]

Nhiều cặp nhiệt điện khi thử lan truyền thoát nhiệt

Phép thử lan truyền thoát nhiệt cần nhiều cặp nhiệt điện lắp bên trong mẫu thử để theo dõi nhiệt độ.[23] Khuyến nghị này nằm trong báo cáo JRC của Hildebrand và cộng sự.[23]

Với ắc quy chì axit, số đo từ đầu dò được bộ sạc dùng để chỉnh điện áp sạc. Mục 5 trình bày cơ chế sạc bù nhiệt độ.

5. Sạc bù nhiệt độ cho ắc quy chì hoạt động theo nguyên tắc nào?

Sạc bù nhiệt độ (Temperature-compensated charging) là cách sạc tự hạ ngưỡng điện áp sạc khi ắc quy nóng lên và tăng ngưỡng khi ắc quy lạnh đi.[6][24] Phần lớn hệ điện mặt trời nên dùng bộ điều khiển chỉnh ngưỡng điều tiết sạc theo nhiệt độ ắc quy.[6]

Nhiệt độ cao hơn, điện áp sạc thấp hơn

Khả năng nhận sạc của ắc quy phụ thuộc nhiệt độ, và chức năng bù nhiệt độ giúp tránh cả sạc quá lẫn sạc thiếu.[24] Sunny Island giảm điện áp sạc khi nhiệt độ trên 20 °C và tăng điện áp sạc khi nhiệt độ dưới 20 °C.[24] Bộ điều khiển dùng ngưỡng cố định sẽ sạc quá ắc quy ở khí hậu nóng và sạc thiếu ở khí hậu lạnh.[6] Bù nhiệt độ cần nhất với ắc quy kín khí.[6] Tuổi thọ ắc quy chì dài hơn khi điện áp sạc được chỉnh theo nhiệt độ.[7]

Cảm biến nhiệt độ pin, nguyên tắc sạc bù: trên 20 °C giảm điện áp sạc, dưới 20 °C tăng điện áp sạc, minh họa định tính
Cảm biến nhiệt độ pin cho sạc bù: Sunny Island giảm điện áp sạc trên 20 °C và tăng điện áp sạc dưới 20 °C. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[6][7][24][25]

Hệ số bù nhiệt độ tính theo mV/°C

Đa số hãng bộ điều khiển dùng hệ số bù -5 mV/°C mỗi cell, tương đương -30 mV/°C cho ắc quy 12 V.[6] Hệ số này áp dụng được từ -5 °C đến 35 °C, với các ngưỡng sạc quy về 25 °C.[6] Hệ số âm tuyến tính khoảng -2,5 mV/°C mỗi cell là đủ khi nhiệt độ chỉ thay đổi nhẹ quanh 25 °C.[7] Bộ sạc Victron Blue Smart IP22 dùng hệ số mặc định -16,2 mV/°C cho bản 12 V và -32,4 mV/°C cho bản 24 V.[19] Hệ số của Victron áp cho cả bình, quy về 25 °C và tuyến tính từ 6 °C đến 50 °C.[19]

Cảm biến nhiệt độ pin: trục đúng tỷ lệ hệ số bù -30 mV/°C cho ắc quy 12 V theo IEA và -16,2 mV/°C của Victron IP22
Cảm biến nhiệt độ pin cho sạc bù: -30 mV/°C với ắc quy 12 V theo IEA, Victron IP22 dùng -16,2 mV/°C. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[6][7][19]

Thông số TEMPCO trên biến tần Deye

Biến tần Deye SUN-14/20K-SG05LP3 có thông số TEMPCO, đơn vị mV/°C mỗi cell, trong trang cài đặt ắc quy.[2] Màn hình mẫu trong sổ tay Deye để giá trị -5 và không giải thích thêm về thông số này.[2]

Bảng hệ số bù nhiệt độ trong năm tài liệu

Tài liệuHệ số bùNhiệt độ tham chiếuGhi chú
IEA PVPS T3-05:1998, Usher và Ross[6]-5 mV/°C mỗi cell, mức đa số hãng bộ điều khiển dùng25 °CÁp dụng được từ -5 °C đến 35 °C
Texas Instruments SLVA437A[7]Khoảng -2,5 mV/°C mỗi cellQuanh 25 °CKhi nhiệt độ chỉ thay đổi nhẹ
Victron Blue Smart IP22[19]-16,2 mV/°C (12 V), -32,4 mV/°C (24 V), cho cả bình25 °CTuyến tính từ 6 °C đến 50 °C
SMA Sunny Island[24]Không công bố trong trang đã mởMốc 20 °CGiảm điện áp khi nóng, tăng khi lạnh
Deye SG05LP3[2]TEMPCO, giá trị mẫu -5 mV/°C mỗi cellKhông công bốChỉnh được trên màn hình
Cảm biến nhiệt độ pin: bảng hệ số bù nhiệt độ trong năm tài liệu IEA PVPS, Texas Instruments, Victron, SMA và Deye
Cảm biến nhiệt độ pin: bảng hệ số bù nhiệt độ trong năm tài liệu IEA, TI, Victron, SMA và Deye. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[2][6][7][19][24]

Ví dụ tính điện áp bù cho bộ sạc Victron 24 V

Ắc quy 24 V ở 35 °C cao hơn nhiệt độ tham chiếu 35 - 25 = 10 °C. Với hệ số -32,4 mV/°C, điện áp sạc giảm 10 × 32,4 = 324 mV so với giá trị cài đặt.[19] Ở 15 °C, nhiệt độ thấp hơn mốc 10 °C, nên điện áp sạc tăng 324 mV. Nhiệt độ 15 °C và 35 °C đều nằm trong vùng tuyến tính từ 6 °C đến 50 °C của Victron.[19] Các giai đoạn sạc mà ngưỡng điện áp này áp vào là nội dung của bài Đường cong sạc.

Cảm biến nhiệt độ pin, ví dụ bộ sạc Victron 24 V: ở 35 °C điện áp sạc giảm 324 mV, ở 15 °C tăng 324 mV
Cảm biến nhiệt độ pin với bộ sạc Victron 24 V: ở 35 °C điện áp sạc giảm 324 mV, ở 15 °C tăng 324 mV. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[19]

Nhiệt độ ắc quy và dung lượng khả dụng trên Sunny Island

Sunny Island chỉnh cả điện áp sạc lẫn dung lượng khả dụng hiện tại của ắc quy theo nhiệt độ.[25] Phần dung lượng dùng được được giải thích ở bài dung lượng khả dụng.

Pin lithium không dùng sạc bù nhiệt độ mà dùng BMS đo nhiệt độ cell. Mục 6 trình bày đường đi của số đo này từ pin tới biến tần.

6. Pin lithium gửi nhiệt độ cell cho biến tần bằng cách nào?

Pin lithium gửi nhiệt độ cell cho biến tần qua BMS: BMS đo nhiệt độ bề mặt cell rồi gửi số đo qua chuẩn giao tiếp CAN hoặc RS485.[4][2] Biến tần dùng số đo này thay cho đầu dò rời của ắc quy chì.[2]

Pin lithium không dùng sạc bù nhiệt độ

Pin lithium không cần sạc bù nhiệt độ.[16] Victron yêu cầu tắt chức năng bù nhiệt độ trên bộ sạc hoặc đặt hệ số bằng 0 mV/°C khi dùng pin LFP-Smart.[16] Bộ sạc Blue Smart IP22 tự tắt bù nhiệt độ khi chạy chế độ sạc lithium ion.[19] Khác biệt giữa ắc quy chì và các loại cell lithium là nội dung của bài Loại hóa học pin.

Cổng CAN và RS485 giữa pin và biến tần

Cổng BMS trên biến tần Deye SG05LP3 giao tiếp với pin qua CAN hoặc RS485.[2] Pin Deye SE-G5.1 Pro-B có cổng CAN2.0 và RS485.[26] Pin BYD Battery-Box HVS giao tiếp qua CAN và RS485.[27] Studer dùng phụ kiện Xcom CAN để Xtender giao tiếp với BMS của pin lithium.[3]

Cảm biến nhiệt độ pin: đường đi số đo từ cell lithium qua BMS tới biến tần bằng CAN hoặc RS485 và cổng giao tiếp của Deye, BYD, Studer
Cảm biến nhiệt độ pin lithium nằm trong BMS, số đo gửi lên biến tần qua CAN hoặc RS485, không cần sạc bù. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[2][3][4][16][19][26][27]

Màn hình biến tần hiển thị nhiệt độ module pin

Trang Li-BMS trên màn hình biến tần Deye hiển thị nhiệt độ trung bình; màn hình mẫu ghi 23,5 °C.[2] Bảng chi tiết từng module có các cột điện áp, dòng điện, nhiệt độ, SOC, điện năng và lỗi.[2]

Biến tần dừng khi mất giao tiếp với BMS

Biến tần Deye có chức năng BMS_Err_Stop.[2] Khi chức năng này bật và BMS không giao tiếp được với biến tần, biến tần dừng hoạt động và báo lỗi F58, lỗi giao tiếp BMS.[2]

Cảm biến nhiệt độ pin: sơ đồ trang Li-BMS trên màn hình Deye, nhiệt độ trung bình 23,5 °C và lỗi giao tiếp F58
Cảm biến nhiệt độ pin hiện trên trang Li-BMS của Deye, mẫu ghi 23,5 °C; mất giao tiếp BMS sẽ báo lỗi F58. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[2]

Sunny Island khi dùng pin lithium

Sunny Island dùng cho ắc quy chì axit và pin lithium ion đã được SMA phê duyệt.[28] Yêu cầu đấu đầu dò nhiệt độ của SMA chỉ áp cho ắc quy chì axit.[5]

Bảng cổng đầu dò nhiệt độ trên 5 biến tần và bộ sạc

Thiết bịĐầu dò nhiệt độ ắc quyGiao tiếp với BMS lithiumGhi chú nhiệt độ
Victron MultiPlus-II 230 V[11]Có cổng đầu dò; bản 48 V không kèm đầu dòCó cổng vào ra lập trình được cho BMSĐầu dò gắn ở cực âm ắc quy
SMA Sunny Island 4.4M/6.0H/8.0H[5]Có, cổng BatTmp, dùng đầu dò đi kèmPin lithium ion được SMA phê duyệt[28]Bắt buộc đo nhiệt độ ắc quy chì
Deye SUN-14/20K-SG05LP3[2]Có, cổng TEMP cho ắc quy chì axitCAN hoặc RS485Thông số TEMPCO tính bằng mV/°C mỗi cell
Studer Xtender XTM[3]Có, BTS-01 hoặc BSP 500/1200Phụ kiện Xcom CANDải làm việc của máy từ -20 °C đến 55 °C
Victron Blue Smart IP22[19]Cảm biến trong máy; nhận nhiệt độ ắc quy từ Smart Battery SenseKhông công bốBù nhiệt quy về 25 °C
Cảm biến nhiệt độ pin: bảng cổng đầu dò nhiệt độ và giao tiếp BMS của Victron, SMA, Deye, Studer
Cảm biến nhiệt độ pin: bảng cổng đầu dò và giao tiếp BMS trên 5 biến tần, bộ sạc Victron, SMA, Deye, Studer. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[2][3][5][11][19][28]

Biến tần nhận nhiệt độ cell để so với các ngưỡng hãng pin công bố. Mục 7 trình bày các ngưỡng sạc và xả theo nhiệt độ.

7. Dải nhiệt độ sạc và xả của pin lưu trữ khác nhau ở điểm nào?

Dải nhiệt độ sạc và xả của pin lưu trữ khác nhau ở giới hạn dưới: giới hạn dưới khi sạc cao hơn giới hạn dưới khi xả.[8][17] Pylontech US5000 sạc từ 0 °C nhưng xả từ -10 °C.[8] Một số hãng ghi thêm việc dòng hoặc công suất giảm theo nhiệt độ.[27][29]

Vùng vận hành an toàn trong IEC 62619

IEC 62619:2022 có mục 5.4 về quản lý nhiệt độ, điện áp và dòng điện, và mục 5.7 về vùng vận hành an toàn.[9] Phụ lục A của IEC 62619:2022 là phụ lục bắt buộc, mô tả vùng vận hành an toàn của cell.[9] Dải nhiệt độ môi trường của biến tần là thông số khác, xem bài dải nhiệt độ làm việc.

Dải nhiệt độ sạc hẹp hơn dải nhiệt độ xả

Pylontech US5000 sạc từ 0 °C đến 50 °C và xả từ -10 °C đến 50 °C.[8] Victron LFP-Smart sạc từ +5 °C đến +50 °C và xả từ -20 °C đến +50 °C.[17] Deye SE-G5.1 Pro-B sạc từ 0 °C đến 55 °C và xả từ -20 °C đến 55 °C.[26]

Cảm biến nhiệt độ pin: thanh đúng tỷ lệ dải sạc và dải xả của Pylontech US5000, Victron LFP-Smart và Deye SE-G5.1 Pro-B
Cảm biến nhiệt độ pin: dải sạc hẹp hơn dải xả ở US5000, LFP-Smart và Deye SE-G5.1 Pro-B. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[8][17][26]

Dòng khuyến nghị áp cho cell từ 10 °C đến 40 °C

Pylontech US5000 có dòng khuyến nghị 80 A và dòng sạc xả liên tục tối đa 100 A.[8] Hai mức dòng này áp cho nhiệt độ cell từ 10 °C đến 40 °C.[8] Ngoài dải này dòng bị giảm, nhưng Pylontech không công bố mức giảm cụ thể.[8] Các thông số dòng được giải thích ở bài các thông số sạc và xả của pin lưu trữ và bài Dòng sạc xả tối đa.

Giảm công suất theo nhiệt độ

BYD Battery-Box HVS làm việc từ -10 °C đến +50 °C và giảm công suất trong khoảng từ -10 °C đến +5 °C.[27] Dòng điện của Deye SE-G5.1 Pro-B chịu ảnh hưởng của nhiệt độ và SOC.[26] Công suất ra của Huawei LUNA2000 S1 có thể giảm theo nhiệt độ, theo một đường cong giảm công suất riêng.[29] Mức công suất pin cấp được là nội dung của bài Công suất xả tối đa.

Cảm biến nhiệt độ pin: dòng khuyến nghị 80 A của US5000 ở cell từ 10 °C đến 40 °C và vùng giảm công suất của BYD HVS
Cảm biến nhiệt độ pin: US5000 cho 80 A ở cell từ 10 °C đến 40 °C, BYD HVS giảm công suất từ -10 °C đến +5 °C. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[8][26][27][29]

Bảng dải nhiệt độ của 5 dòng pin lưu trữ

Pin lưu trữDải sạcDải xảGhi chú nhiệt độ
Pylontech US5000[8]Từ 0 °C đến 50 °CTừ -10 °C đến 50 °CDòng khuyến nghị áp cho cell từ 10 °C đến 40 °C
Victron LFP-Smart[17]Từ +5 °C đến +50 °CTừ -20 °C đến +50 °CNhiệt độ cho phép sạc tối thiểu mặc định 5 °C[18]
Deye SE-G5.1 Pro-B[26]Từ 0 °C đến 55 °C; có sưởi tùy chọn: từ -20 °C đến 55 °CTừ -20 °C đến 55 °CDòng chịu ảnh hưởng của nhiệt độ và SOC
BYD Battery-Box HVS[27]Một dải vận hành từ -10 °C đến +50 °CNhư dải sạcGiảm công suất từ -10 °C đến +5 °C
Huawei LUNA2000-5/10/15-S0[30]Một dải vận hành từ -20 °C đến +55 °CNhư dải sạcHãng khuyến nghị lắp ngoài trời
Cảm biến nhiệt độ pin: bảng dải sạc, dải xả của Pylontech US5000, Victron LFP-Smart, Deye SE-G5.1 Pro-B, BYD HVS và Huawei LUNA2000
Cảm biến nhiệt độ pin: bảng dải sạc, dải xả của Pylontech, Victron, Deye, BYD và Huawei. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[8][17][18][26][27][30]

Khi nhiệt độ cell chạm các ngưỡng này, BMS và biến tần chuyển sang chế độ bảo vệ. Mục 8 trình bày từng hành động bảo vệ.

8. BMS bảo vệ pin thế nào khi nhiệt độ quá thấp hoặc quá cao?

BMS bảo vệ pin bằng bốn hành động theo ngưỡng nhiệt độ: cảnh báo, ngắt sạc, ngắt tải và tắt máy.[25][16] Ở phía nhiệt độ thấp, ngưỡng sạc cao hơn ngưỡng xả, nên BMS ngắt sạc trước rồi mới ngắt tải.[16][18]

Cảnh báo sớm trước khi chạm ngưỡng

BMS của Sunny Island theo dõi nhiệt độ ắc quy liên tục.[25] Hệ thống phát cảnh báo khi nhiệt độ ắc quy còn cách nhiệt độ tối đa cho phép 5 °C, hoặc khi nhiệt độ dưới -10 °C.[25]

Cảm biến nhiệt độ pin, bốn hành động bảo vệ của BMS: cảnh báo, ngắt sạc, ngắt tải và tắt máy
Cảm biến nhiệt độ pin kích hoạt bốn hành động bảo vệ của BMS: cảnh báo, ngắt sạc, ngắt tải, tắt máy. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[16][18][25]

Bảo vệ nhiệt độ thấp: ngắt sạc

Victron gọi ngưỡng này là nhiệt độ cho phép sạc tối thiểu (Allowed-To-Charge minimum temperature), mặc định 5 °C, chỉnh được từ -20 °C đến +20 °C.[18] Đặt ngưỡng dưới 5 °C làm mất bảo hành.[18] Khi chạm ngưỡng, mọi bộ sạc phải tắt, tốt nhất qua cổng bật tắt từ xa do BMS điều khiển.[16]

Ngắt tải khi nhiệt độ ra ngoài dải xả

Pin LFP-Smart chỉ được xả trong dải từ -20 °C đến +50 °C.[16] Khi nhiệt độ vượt giới hạn, mọi tải phải tắt, tốt nhất qua cổng bật tắt từ xa do BMS điều khiển.[16]

Cảm biến nhiệt độ pin: thang đúng tỷ lệ ngưỡng ngắt sạc mặc định 5 °C và dải xả -20 °C đến +50 °C của Victron LFP-Smart
Cảm biến nhiệt độ pin LFP-Smart: ngắt sạc dưới 5 °C mặc định, ngắt tải ngoài dải -20 °C đến +50 °C. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[16][18]

Bảo vệ nhiệt độ cao: tắt máy và tự khởi động lại

Sunny Island tắt khi nhiệt độ ắc quy vượt mức tối đa cho phép.[25] Máy khởi động lại khi ắc quy nguội xuống một nhiệt độ định trước.[25]

Ngưỡng ngừng làm việc và bảo vệ vĩnh viễn của Pylontech US5000

Pylontech US5000 ngừng làm việc khi nhiệt độ trên 60 °C hoặc dưới -10 °C.[8] Cách xử lý là đưa pin về dải nhiệt độ bình thường.[8] Bảo vệ vĩnh viễn được kích hoạt khi nhiệt độ cell vượt 80 °C.[8]

Cảm biến nhiệt độ pin: ngưỡng cảnh báo, tắt máy của Sunny Island và Pylontech US5000 ngừng trên 60 °C, bảo vệ vĩnh viễn trên 80 °C
Cảm biến nhiệt độ pin: Sunny Island cảnh báo và tắt máy, Pylontech US5000 ngừng trên 60 °C, khóa vĩnh viễn trên 80 °C. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[8][25]

Bảng ngưỡng bảo vệ nhiệt độ của ba hãng

Hãng, thiết bịBảo vệ nhiệt độ thấpBảo vệ nhiệt độ cao
Victron LFP-Smart[16][18]Ngắt sạc dưới 5 °C (mặc định); ngắt tải dưới -20 °CNgắt tải trên +50 °C
Pylontech US5000[8]Ngừng làm việc dưới -10 °CNgừng làm việc trên 60 °C; bảo vệ vĩnh viễn trên 80 °C
SMA Sunny Island[25]Cảnh báo dưới -10 °CCảnh báo khi còn cách mức tối đa 5 °C; tắt máy khi vượt mức tối đa
Cảm biến nhiệt độ pin: bảng ngưỡng bảo vệ nhiệt độ thấp và cao của Victron LFP-Smart, Pylontech US5000 và SMA Sunny Island
Cảm biến nhiệt độ pin: bảng ngưỡng bảo vệ nhiệt độ thấp và cao của Victron, Pylontech và SMA. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[8][16][18][25]

Phép thử kiểm soát quá nhiệt theo IEC 62619

IEC 62619:2022 có mục 8.2.4 về kiểm soát quá nhiệt của hệ pin.[9] Phép thử sạc hệ pin bằng dòng khuyến nghị khi đã ngắt hệ làm mát.[23] Tiêu chí kết thúc phép thử là BMS ngắt sạc.[23]

Các ngưỡng ở mục 7 và mục 8 áp vào một công trình cụ thể qua ví dụ ở mục 9.

Cảm biến nhiệt độ pin, các mục 5.4, 5.7, Phụ lục A, 8.2.4 của IEC 62619:2022, ba bước thử kiểm soát quá nhiệt và lưới cặp nhiệt điện khi thử lan truyền
Cảm biến nhiệt độ pin trong IEC 62619:2022: mục 8.2.4 thử kiểm soát quá nhiệt, kết thúc khi BMS ngắt sạc. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[9][23]

9. Ví dụ: pin LFP đặt trong nhà xe nóng ở Việt Nam

Ví dụ so nhiệt độ cell giả định của pin Pylontech US5000 trong một nhà xe nóng với các ngưỡng của hãng. Các ngưỡng gồm dải sạc, dải dòng khuyến nghị và yêu cầu lắp đặt.[8] Mọi nhiệt độ trong ví dụ là giả định minh họa, không phải số đo; phép so ghi ngay trong câu.

Giả định của ví dụ

Pin Pylontech US5000 đặt trong nhà xe mái tôn và nối với biến tần hybrid Deye SUN-5K-SG04LP1. Nhiệt độ không khí trong nhà xe lúc 14 giờ là 38 °C. BMS báo nhiệt độ cell 42 °C khi pin đang sạc từ điện mặt trời.

Cảm biến nhiệt độ pin, giả định ví dụ: pin Pylontech US5000 và biến tần Deye trong nhà xe 38 °C, BMS báo cell 42 °C khi sạc
Cảm biến nhiệt độ pin trong ví dụ nhà xe: không khí 38 °C, BMS báo cell 42 °C khi sạc, số giả định. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[8][31]

Bước 1: so nhiệt độ cell với dải sạc

Dải sạc của Pylontech US5000 là từ 0 °C đến 50 °C.[8] Nhiệt độ cell 42 °C thấp hơn giới hạn trên 50 - 42 = 8 °C. Với Victron LFP-Smart, giới hạn sạc trên cũng là 50 °C, còn Deye SE-G5.1 Pro-B là 55 °C.[17][26]

Bước 2: so với dải dòng khuyến nghị

Dòng khuyến nghị 80 A của Pylontech US5000 áp cho nhiệt độ cell từ 10 °C đến 40 °C.[8] Nhiệt độ cell 42 °C vượt cận trên của dải này 42 - 40 = 2 °C. Ngoài dải từ 10 °C đến 40 °C dòng bị giảm, Pylontech không công bố mức giảm.[8] Cách đổi dòng điện ra tốc độ sạc xả được trình bày ở bài Tốc độ sạc xả (C-rate).

Cảm biến nhiệt độ pin: cell 42 °C còn 8 °C tới giới hạn sạc 50 °C và vượt 2 °C so với dải dòng khuyến nghị 10 °C đến 40 °C
Cảm biến nhiệt độ pin báo 42 °C: còn 8 °C tới giới hạn sạc 50 °C, vượt dải dòng khuyến nghị 2 °C. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[8]

Bước 3: cộng chênh lệch giữa lõi và bề mặt cell

Chênh lệch lõi và bề mặt là từ 0 °C đến 10 °C ở một cell LFP 26650.[4] Nghiên cứu của Lee và cộng sự cho mức từ 0 °C đến 2 °C.[4] Cộng mức lớn: 42 + 10 = 52 °C, cao hơn giới hạn sạc 50 °C là 52 - 50 = 2 °C. Cộng mức nhỏ: 42 + 2 = 44 °C. Số 26650 là cỡ cell trụ trong nghiên cứu, không phải cell của US5000.

Cảm biến nhiệt độ pin, cộng chênh lệch lõi và bề mặt vào số đo 42 °C: cộng 10 °C thành 52 °C, cộng 2 °C thành 44 °C
Cảm biến nhiệt độ pin đo bề mặt: cộng 10 °C thành 52 °C, vượt giới hạn sạc 2 °C; cộng 2 °C thành 44 °C. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[4][8]

Bước 4: kiểm nhiệt độ môi trường của biến tần

Biến tần Deye SUN-3K đến 6K-SG04LP1 làm việc từ -40 °C đến +60 °C và giảm công suất khi trên 45 °C.[31] Nhiệt độ không khí 38 °C thấp hơn mốc 45 °C là 45 - 38 = 7 °C.

Bước 5: đối chiếu yêu cầu lắp đặt của Pylontech

Nhiệt độ môi trường của Pylontech US5000 phải từ 0 °C đến 50 °C, dải làm việc tốt nhất từ 10 °C đến 40 °C.[8] Nhiệt độ không khí 38 °C nằm trong cả hai dải. Pin đặt cách nguồn nhiệt ít nhất 2 m và cách cửa thoát gió của biến tần hơn 0,5 m.[8] Pin tránh nắng chiếu trực tiếp và không đặt trong không gian kín.[8]

Cảm biến nhiệt độ pin: biến tần Deye còn cách mốc giảm công suất 45 °C là 7 °C và yêu cầu lắp đặt Pylontech US5000
Cảm biến nhiệt độ pin và nơi lắp: biến tần còn cách mốc 45 °C là 7 °C, pin cách nguồn nhiệt ít nhất 2 m. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[8][31]

Thông tin nhiệt độ cần có trong hồ sơ pin khi mua tại Việt Nam

Hồ sơ pin lưu trữ của các hãng đã dẫn chứa các trường thông tin nhiệt độ sau:

  • Dải sạc và dải xả riêng: Pylontech, Victron và Deye in tách hai dải.[8][17][26]
  • Dải nhiệt độ cell ứng với dòng khuyến nghị: ví dụ dải từ 10 °C đến 40 °C của Pylontech.[8]
  • Đường cong giảm công suất theo nhiệt độ: Huawei dẫn đường cong này cho LUNA2000 S1.[29]
  • Chức năng sưởi khi sạc lạnh: tùy chọn của Deye SE-G5.1 Pro-B.[26]
  • Danh mục chứng nhận: Deye SE-G5.1 Pro-B có IEC 62619, UN 38.3 và VDE 2510-50.[26]
  • Với ắc quy chì axit: cổng đầu dò nhiệt độ trên biến tần và thông số bù TEMPCO.[2]
Cảm biến nhiệt độ pin: sáu trường thông tin nhiệt độ cần có trong hồ sơ pin lưu trữ khi mua tại Việt Nam
Cảm biến nhiệt độ pin và hồ sơ pin: dải sạc, dải xả, dải dòng, đường cong giảm công suất, sưởi, chứng nhận. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[2][8][17][26][29]

Chi tiết các chứng nhận nằm ở bài IEC 62619 và bài UN 38.3.

10. Câu hỏi thường gặp về cảm biến nhiệt độ pin

Q1Cảm biến nhiệt độ của máy lạnh inverter có giống cảm biến nhiệt độ pin lưu trữ không?

Cảm biến nhiệt độ của máy lạnh inverter nằm ngoài phạm vi các tài liệu về cảm biến nhiệt độ pin dùng trong bài này.[5][4] Cảm biến nhiệt độ pin lưu trữ đo nhiệt độ ắc quy hoặc cell pin cho bộ sạc, biến tần hybrid và BMS.[5][4]

Q2Pin lithium có BMS có cần cắm thêm đầu dò vào cổng TEMP của biến tần không?

Pin lithium có BMS không cần cắm thêm đầu dò vào cổng TEMP, vì cổng TEMP của biến tần Deye dành cho ắc quy chì axit.[2] Biến tần Deye nhận nhiệt độ module pin lithium qua cổng BMS.[2] Pin lithium cũng không cần sạc bù nhiệt độ.[16]

Q3Biến tần MultiPlus-II bản 48 V có kèm đầu dò nhiệt độ không?

Biến tần MultiPlus-II bản 48 V không kèm đầu dò nhiệt độ.[11] Đầu dò được đặt mua riêng với mã ASS000001000.[11]

Q4Hệ nhiều máy Sunny Island cần mấy đầu dò nhiệt độ?

Hệ nhiều máy Sunny Island cần một đầu dò nhiệt độ, đấu vào máy chủ của cụm.[5] Trong một cụm Sunny Island, chỉ máy chủ đo nhiệt độ ắc quy.[5]

Q5Số đo nhiệt độ pin bị lệch có chỉnh lại được không?

Số đo nhiệt độ pin bị lệch chỉnh lại được trên pin Victron Lithium Battery Smart bằng thông số bù lệch nhiệt độ.[18] Giá trị mặc định là 0 °C, dải chỉnh từ -10 °C đến +10 °C.[18]

Q6Pin lưu trữ cất kho ở nhiệt độ bao nhiêu?

Pin lưu trữ cất kho trong dải nhiệt độ riêng của từng hãng. Pylontech US5000 cất từ -20 °C đến 45 °C, Deye SE-G5.1 Pro-B cất từ 0 °C đến 35 °C.[8][26] Victron LFP-Smart cất từ -45 °C đến +70 °C.[17]

Q7Pin lưu trữ có tự sưởi khi trời lạnh không?

Pin lưu trữ tự sưởi khi trời lạnh nếu dòng pin đó có tùy chọn sưởi. Deye SE-G5.1 Pro-B sạc từ 0 °C đến 55 °C, mở rộng thành từ -20 °C đến 55 °C khi có sưởi tùy chọn.[26]

Cảm biến nhiệt độ pin, thẻ hỏi đáp câu 1 đến 7: máy lạnh inverter, cổng TEMP, MultiPlus-II, Sunny Island, bù lệch, cất kho, tự sưởi
Cảm biến nhiệt độ pin: câu hỏi thường gặp Q1 đến Q7, trả lời ngắn có dẫn nguồn. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[2][4][5][8][11][17][18][26]

Q8Biến tần Deye báo lỗi F58 có liên quan đến cảm biến nhiệt độ không?

Biến tần Deye báo lỗi F58 khi mất giao tiếp với BMS và chức năng BMS_Err_Stop đang bật.[2] F58 là lỗi giao tiếp BMS.[2] Người dùng tắt được BMS_Err_Stop trên màn hình nếu không muốn biến tần dừng vì lỗi này.[2]

Q9Bộ sạc Victron IP22 lấy nhiệt độ ắc quy từ đâu khi chưa có đầu dò ngoài?

Bộ sạc Victron IP22 lấy nhiệt độ ắc quy từ cảm biến trong máy khi khởi động, với số đọc ban đầu giới hạn ở 25 °C.[19] Trong lúc sạc, số đọc trong máy chỉ được dùng khi dòng thấp và nhiệt độ đã ổn định.[19] Dữ liệu chính xác hơn lấy từ thiết bị giám sát ắc quy tương thích, ví dụ Smart Battery Sense.[19]

Q10Camera hồng ngoại đo nhiệt độ cell chính xác đến đâu?

Camera hồng ngoại trong thí nghiệm của Talplacido và Cumming có độ chính xác ±2 °C và được dùng làm phép đo đối chứng.[20] Cảm biến in của nhóm tác giả bám nhiệt độ trong phạm vi ±1,5 °C khi nhiệt độ ổn định.[20] Koshkouei và cộng sự cũng dùng camera hồng ngoại để so với cặp nhiệt điện.[22]

Q11Bộ sạc Victron IP22 có tự ngừng sạc pin lithium khi trời lạnh không?

Bộ sạc Victron IP22 tự ngừng sạc pin lithium khi trời lạnh, với điều kiện có dữ liệu nhiệt độ từ thiết bị giám sát ắc quy.[19] Ngưỡng điển hình là dưới 5 °C.[19]

Q12Cảm biến nhiệt độ pin bị hỏng thì bộ sạc làm gì?

Cảm biến nhiệt độ pin bị hỏng thì bộ điều khiển sạc chuyển về chế độ an toàn, ví dụ dùng giá trị mặc định 25 °C.[6] Hỏng cảm biến hoặc dây đấu thông thường không được làm bộ điều khiển ngừng hẳn.[6] Đo sai nhiệt độ làm Sunny Island đặt sai điện áp sạc và có thể làm hỏng ắc quy.[5]

Q13Điện trở nhiệt NTC là gì?

Điện trở nhiệt NTC là điện trở nhiệt có điện trở giảm khi nhiệt độ tăng.[4] Loại này có độ chính xác cao, đường đặc tính beta gần tuyến tính và đo trong dải từ -20 °C đến 120 °C.[4] Điện trở nhiệt là một trong số ít loại cảm biến dùng trong BMS thương mại.[4]

Q14Cặp nhiệt điện khác điện trở nhiệt ở điểm nào?

Cặp nhiệt điện khác điện trở nhiệt ở tín hiệu ra: cặp nhiệt điện sinh điện áp từ chênh nhiệt độ hai mối nối.[20] Điện trở nhiệt thì đổi giá trị điện trở theo nhiệt độ.[4] Cả hai đều thuộc nhóm phương pháp đo truyền thống dùng rộng rãi cho pin lithium ion.[1]

Cảm biến nhiệt độ pin, thẻ hỏi đáp câu 8 đến 14: lỗi F58, IP22, camera hồng ngoại, ngừng sạc khi lạnh, cảm biến hỏng, NTC, cặp nhiệt điện
Cảm biến nhiệt độ pin: câu hỏi thường gặp Q8 đến Q14, trả lời ngắn có dẫn nguồn. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[2][4][5][6][19][20]

11. Việt Nam Solar và danh sách cửa hàng

Việt Nam Solar là công ty cung cấp toàn bộ giải pháp điện mặt trời, phân phối chính hãng hơn 20 thương hiệu thiết bị. Công ty hoạt động từ năm 2018, làm tổng thầu EPC và ESCO cho các dự án điện mặt trời. Đội kỹ thuật tư vấn chọn pin lưu trữ, vị trí đặt pin và cài đặt cảm biến nhiệt độ theo sổ tay của từng hãng trong dự án. Khách hàng được khảo sát tận nơi, thiết kế và lắp đặt hoàn chỉnh. Ba chi nhánh tại Hồ Chí Minh, Cần Thơ và Khánh Hòa trưng bày sản phẩm thật và nhận yêu cầu báo giá.

Chi nhánhĐịa chỉKhoĐường dây nóng
Trụ sở chính Hồ Chí Minh188 ĐHT41, Phường Đông Hưng Thuận, Tp. HCM2939 QL1A, Phường Đông Hưng Thuận, Tp. HCM088.60.60.660
Chi nhánh Cần Thơ41D Mậu Thân, Phường Cái Khế, Tp. Cần ThơKhu vực Tràng Thọ A, Phường Trung Nhứt, Tp. Cần Thơ094.42.44.424
Chi nhánh Khánh HòaThôn Đông Dinh, Xã Diên Khánh, Tỉnh Khánh HòaThôn Đông Dinh, Xã Diên Khánh, Tỉnh Khánh Hòa081.60.60.660

Thông tin chi nhánh lấy theo danh sách cửa hàng của Việt Nam Solar.[32]

Cảm biến nhiệt độ pin: bản đồ Việt Nam có quần đảo Hoàng Sa và Trường Sa, ba chi nhánh Việt Nam Solar tại Hồ Chí Minh, Cần Thơ, Khánh Hòa kèm địa chỉ và đường dây nóng
Cảm biến nhiệt độ pin: tư vấn chọn pin lưu trữ, vị trí đặt pin và cài đặt cảm biến nhiệt độ tại ba chi nhánh Việt Nam Solar ở Hồ Chí Minh, Cần Thơ và Khánh Hòa. Nguồn: Việt Nam Solar, thông tin chi nhánh theo nguồn.[32]

Tài liệu tham khảo từ nguồn quốc tế

  1. 1Raijmakers, L. H. J., Danilov, D. L., Eichel, R. A., & Notten, P. H. L. (2019). A review on various temperature-indication methods for Li-ion batteries. Applied Energy, 240, 918 đến 945.
  2. 2Ningbo Deye Inverter Technology. (2026). Hybrid Inverter User Manual SUN-14/16/18/20K-SG05LP3-EU-SM2. Deye.
  3. 3Studer Innotec. (n.d.). Xtender XTM. Studer Innotec.
  4. 4Jinasena, A., Spitthoff, L., Wahl, M. S., Lamb, J. J., Shearing, P. R., Strømman, A. H., & Burheim, O. S. (2022). Online Internal Temperature Sensors in Lithium-Ion Batteries: State-of-the-Art and Future Trends. Frontiers in Chemical Engineering, 4.
  5. 5SMA Solar Technology AG. (n.d.). Sunny Island 4.4M / 6.0H / 8.0H, Connecting the Battery Temperature Sensor. SMA.
  6. 6Usher, E. P., & Ross, M. M. D. (1998). Recommended Practices for Charge Controllers, IEA PVPS T3-05:1998. International Energy Agency, Photovoltaic Power Systems Programme.
  7. 7Falin, J., Mauney, C., & Nortman, S. (2011). Using the bq24650 to Charge a Sealed Lead-Acid Battery, SLVA437A. Texas Instruments.
  8. 8Pylon Technologies. (n.d.). US5000 Operation Manual, PM0MUS500255. Pylontech, bản do nhà phân phối lưu trữ.
  9. 9Úrad pre normalizáciu, metrológiu a skúšobníctvo SR. (2022). STN EN IEC 62619:2022, preview (IEC 62619:2022). ÚNMS SR.
  10. 10Joint Committee for Guides in Metrology. (2012). International Vocabulary of Metrology, JCGM 200:2012 (VIM3), 3.8 sensor. BIPM.
  11. 11Victron Energy. (n.d.). MultiPlus-II 230V manual, Installation. Victron Energy.
  12. 12Honsberg, C., & Bowden, S. (n.d.). Characteristics of Lead Acid Batteries. PVEducation.
  13. 13Honsberg, C., & Bowden, S. (n.d.). Lead Acid Batteries. PVEducation.
  14. 14Honsberg, C., & Bowden, S. (n.d.). Battery Charging and Discharging Parameters. PVEducation.
  15. 15Rauhala, T., Jalkanen, K., Romann, T., Lust, E., Omar, N., & Kallio, T. (2018). Low-temperature aging mechanisms of commercial graphite/LiFePO4 cells cycled with a simulated electric vehicle load profile: A post-mortem study. Journal of Energy Storage, 20, 344 đến 356.
  16. 16Victron Energy. (n.d.). Lithium Battery Smart manual, Operation. Victron Energy.
  17. 17Victron Energy. (n.d.). Lithium Battery Smart manual, Technical data. Victron Energy.
  18. 18Victron Energy. (n.d.). Lithium Battery Smart manual, Installation. Victron Energy.
  19. 19Victron Energy. (n.d.). Blue Smart IP22 Charger manual, 120 V. Victron Energy.
  20. 20Talplacido, N. C., & Cumming, D. J. (2024). Printed Carbon Black Thermocouple as an In Situ Thermal Sensor for Lithium-Ion Cell. Batteries, 10(3), 78. MDPI.
  21. 21Texas Instruments. (2019). Temperature sensing fundamentals, SNOAA25. Texas Instruments.
  22. 22Koshkouei, M. J., et al. (2024). Thermocouple selection and its influence on temperature monitoring of lithium-ion cells. Journal of Energy Storage, 92, 112072.
  23. 23Hildebrand, S., Eddarir, A., & Lebedeva, N. (2024). Overview of battery safety tests in standards for stationary battery energy storage systems, JRC135870, EUR 31823 EN. European Commission, Joint Research Centre.
  24. 24SMA Solar Technology AG. (n.d.). Design of Off-Grid Systems with Sunny Island 4.4M / 6.0H / 8.0H, Automatic Temperature Compensation. SMA.
  25. 25SMA Solar Technology AG. (n.d.). Design of Off-Grid Systems with Sunny Island 4.4M / 6.0H / 8.0H, Battery Temperature. SMA.
  26. 26Ningbo Deye ESS Technology. (2025). SE-G5.1 Pro-B Series brochure, AU V1.0. Deye.
  27. 27BYD Battery-Box. (2024). Datasheet Battery-Box HVS, V1.4 EN. BYD.
  28. 28SMA Solar Technology AG. (2022). Sunny Island 4.4M / 6.0H / 8.0H datasheet, SI44M-80H-13-DS-en-31. SMA.
  29. 29Huawei Digital Power. (2025). Spécifications techniques LUNA2000-5/7/10/12/14/15/17/19/21-S1, 01-202509. Huawei.
  30. 30Huawei Digital Power. (n.d.). LUNA2000-5-10-15-S0 Specs. Huawei.
  31. 31Ningbo Deye Inverter Technology. (n.d.). Single Phase Hybrid Inverter datasheet SUN-3K/3.6K/5K/6K-SG04LP1-EU-SM1/SM2. Deye.
  32. 32Việt Nam Solar. (n.d.). Danh sách cửa hàng và hệ thống chi nhánh. Công ty TNHH Việt Nam Solar.
BIÊN SOẠN VÀ KIỂM DUYỆT

Bài viết do đội ngũ 50 kỹ sư của Công ty TNHH Việt Nam Solar biên soạn và kiểm duyệt. Công ty hoạt động liên tục trong lĩnh vực điện mặt trời từ năm 2018, đã khảo sát, thiết kế và thi công hàng nghìn công trình trên cả nước, đồng thời là nhà phân phối chính hãng hơn 20 thương hiệu biến tần, tấm pin và pin lưu trữ. Mọi kỹ sư tham gia biên soạn đều nắm chứng chỉ hành nghề về điện và xây dựng do cơ quan quản lý Nhà nước cấp.

Việt Nam Solar hoạt động với đầy đủ tư cách pháp nhân, gồm Giấy phép hoạt động điện lực số 175/GP-SCT do Sở Công Thương cấp, Giấy phép năng lực hoạt động xây dựng HCM-00076550 công bố trên cổng thông tin Bộ Xây dựng, cùng nhãn hiệu độc quyền số 604703 do Cục Sở hữu trí tuệ cấp văn bằng bảo hộ. Công ty duy trì ba chứng nhận hệ thống quản lý còn hiệu lực gồm ISO 9001:2015, ISO 14001:2018 và ISO 45001:2018, trạng thái hiệu lực xác minh trên IAF CertSearch.

Mọi số liệu kỹ thuật, thông tin pháp lý và mốc thời gian nêu trong bài đều được đối chiếu với hồ sơ chính hãng của nhà sản xuất và văn bản pháp luật hiện hành trước khi xuất bản, để nội dung công bố có thể kiểm chứng độc lập.

Mã số thuế: 0315209693Đường dây nóng: 088.60.60.660Thư điện tử: [email protected]Trang: vietnamsolar.vn

Để lại một bình luận

Trợ lý AI Việt Nam Solar
1