شهد استخدام بطاريات الليثيوم ارتفاعًا ملحوظًا في مختلف التطبيقات، بدءًا من الدراجات الكهربائية ذات العجلتين، والمركبات الترفيهية، وعربات الغولف، وصولًا إلى أنظمة تخزين الطاقة المنزلية والمنشآت الصناعية. وتعتمد العديد من هذه الأنظمة على توصيلات البطاريات المتوازية لتلبية احتياجاتها من الطاقة. ورغم أن التوصيلات المتوازية تزيد من السعة وتوفر نظامًا احتياطيًا، إلا أنها تُضيف تعقيدات، مما يجعل نظام إدارة البطاريات (BMS) ضروريًا، لا سيما بالنسبة لبطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LiFePO4).وبطاريات الليثيوم أيونالبطاريات، بما في ذلكنظام إدارة المباني الذكييُعدّ أمراً بالغ الأهمية لضمان الأداء الأمثل والسلامة وطول العمر.
البطاريات المتوازية في التطبيقات اليومية
تستخدم الدراجات الكهربائية ذات العجلتين ومركبات التنقل الصغيرة غالبًا بطاريات الليثيوم لتوفير طاقة ومدى كافيين للاستخدام اليومي. من خلال توصيل عدة حزم بطاريات على التوازي،ماذايمكن أن يعزز ذلك السعة الحالية، مما يتيح أداءً أعلى ومسافات أطول. وبالمثل، في المركبات الترفيهية وعربات الغولف، توفر تكوينات البطاريات المتوازية الطاقة اللازمة لكل من نظام الدفع والأنظمة المساعدة، مثل المصابيح والأجهزة.
في أنظمة تخزين الطاقة المنزلية والمنشآت الصناعية الصغيرة، تُمكّن بطاريات الليثيوم الموصولة على التوازي من تخزين كميات أكبر من الطاقة لتلبية احتياجات الطاقة المتغيرة. وتضمن هذه الأنظمة إمدادًا مستقرًا بالطاقة خلال فترات ذروة الاستهلاك أو في حالات انقطاع التيار الكهربائي.
ومع ذلك، فإن إدارة بطاريات الليثيوم المتعددة بالتوازي ليست بالأمر السهل بسبب احتمالية حدوث اختلالات ومشاكل تتعلق بالسلامة.
الدور الحاسم لنظام إدارة البطاريات في أنظمة البطاريات المتوازية
ضمان توازن الجهد والتيار:في التكوين المتوازي، يجب أن تحافظ كل حزمة بطاريات ليثيوم على نفس مستوى الجهد لتعمل بشكل صحيح. قد تؤدي الاختلافات في الجهد أو المقاومة الداخلية بين الحزم إلى توزيع غير متساوٍ للتيار، حيث تتعرض بعض الحزم لضغط زائد بينما ينخفض أداء البعض الآخر. يمكن أن يؤدي هذا الخلل بسرعة إلى تدهور الأداء أو حتى تعطل النظام. يقوم نظام إدارة البطارية (BMS) بمراقبة جهد كل حزمة وموازنته باستمرار، مما يضمن تشغيلها بتناغم لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة والسلامة.
إدارة السلامة:تُعدّ السلامة أولوية قصوى، فبدون نظام إدارة البطارية (BMS)، قد تتعرض البطاريات المتصلة بالتوازي للشحن الزائد أو التفريغ الزائد أو ارتفاع درجة الحرارة، مما قد يؤدي إلى هروب حراري - وهو وضع خطير قد يتسبب في اشتعال البطارية أو انفجارها. يعمل نظام إدارة البطارية كإجراء وقائي، حيث يراقب درجة حرارة كل بطارية وجهديها وتيارها. ويتخذ إجراءات تصحيحية، مثل فصل الشاحن أو الحمل، إذا تجاوزت أي بطارية حدود التشغيل الآمنة.
إطالة عمر البطارية:في المركبات الترفيهية، تُعدّ بطاريات الليثيوم لتخزين الطاقة المنزلية استثمارًا هامًا. مع مرور الوقت، قد تؤدي الاختلافات في معدلات استهلاك البطاريات الفردية إلى اختلالات في النظام المتوازي، مما يُقلل من العمر الافتراضي الإجمالي لمجموعة البطاريات. يُساعد نظام إدارة البطارية (BMS) على التخفيف من هذه المشكلة من خلال موازنة حالة الشحن (SOC) بين جميع البطاريات. فمن خلال منع الإفراط في استخدام أو شحن أي بطارية بشكل زائد، يضمن نظام إدارة البطارية استهلاك جميع البطاريات بشكل متساوٍ، وبالتالي إطالة عمر البطارية الإجمالي.
مراقبة حالة الشحن (SOC) وحالة الصحة (SOH):في تطبيقات مثل تخزين الطاقة المنزلية أو أنظمة الطاقة في المركبات الترفيهية، يُعد فهم حالة الشحن (SoC) وحالة الصحة (SoH) لحزم البطاريات أمرًا بالغ الأهمية لإدارة الطاقة بكفاءة. يوفر نظام إدارة البطاريات الذكي بيانات فورية عن حالة الشحن والصحة لكل حزمة في التكوين المتوازي. العديد من مصانع أنظمة إدارة البطاريات الحديثة،مثل نظام إدارة المباني DALYنقدم حلولاً متطورة لإدارة البطاريات الذكية مع تطبيقات مخصصة. تتيح هذه التطبيقات للمستخدمين مراقبة أنظمة البطاريات عن بُعد، وتحسين استهلاك الطاقة، وتخطيط الصيانة، ومنع الأعطال غير المتوقعة.
إذن، هل تحتاج البطاريات الموصولة بالتوازي إلى نظام إدارة البطارية (BMS)؟ بالتأكيد. نظام إدارة البطارية هو البطل المجهول الذي يعمل بهدوء خلف الكواليس، ويضمن تشغيل تطبيقاتنا اليومية التي تتضمن بطاريات موصولة بالتوازي بسلاسة وأمان.
تاريخ النشر: 19 سبتمبر 2024
