A نظام إدارة البطارية(BMS)يُعدّ نظام إدارة البطاريات (BMS) ضروريًا لمجموعات البطاريات القابلة لإعادة الشحن الحديثة. كما يُعدّ نظام إدارة البطاريات (BMS) أساسيًا للسيارات الكهربائية وتخزين الطاقة.
يضمن سلامة البطارية وطول عمرها وأدائها الأمثل. يعمل مع بطاريات LiFePO4 وNMC. تشرح هذه المقالة كيفية تعامل نظام إدارة البطارية الذكي مع الخلايا المعيبة.
اكتشاف الأعطال ومراقبتها
يُعدّ اكتشاف الخلايا المعطوبة الخطوة الأولى في إدارة البطارية. يراقب نظام إدارة البطارية (BMS) باستمرار المعلمات الرئيسية لكل خلية في المجموعة، بما في ذلك:
·الجهد االكهربى:يتم فحص جهد كل خلية للكشف عن أي حالات زيادة أو نقصان في الجهد. قد تشير هذه الحالات إلى عطل في الخلية أو عمرها الافتراضي.
·درجة حرارة:تتتبع المستشعرات الحرارة التي تولدها كل خلية. قد ترتفع درجة حرارة الخلية المعطوبة، مما قد يؤدي إلى خطر التعطل.
·حاضِر:قد تشير تدفقات التيار غير الطبيعية إلى حدوث دوائر قصيرة أو مشاكل كهربائية أخرى.
·المقاومة الداخلية:تشير المقاومة المتزايدة غالبًا إلى التدهور أو الفشل.
ومن خلال مراقبة هذه المعلمات عن كثب، يمكن لنظام إدارة البطارية التعرف بسرعة على الخلايا التي تنحرف عن نطاقات التشغيل الطبيعية.
تشخيص الأعطال وعزلها
بمجرد اكتشاف نظام إدارة البطارية (BMS) وجود خلل في الخلية، يُجري تشخيصًا. يساعد هذا في تحديد شدة الخلل وتأثيره على المجموعة بأكملها. قد تكون بعض الأعطال طفيفة، وتتطلب تعديلات مؤقتة فقط، بينما تكون أخرى شديدة وتتطلب إجراءات فورية.
يمكنك استخدام الموازن النشط في سلسلة BMS للأعطال البسيطة، مثل اختلالات الجهد الطفيفة. تعيد هذه التقنية توزيع الطاقة من الخلايا الأقوى إلى الخلايا الأضعف. وبذلك، يحافظ نظام إدارة البطارية على شحن ثابت في جميع الخلايا، مما يُخفف الضغط عليها ويُطيل عمرها.
في الحالات الأكثر خطورة، مثل قصر الدائرة، يقوم نظام إدارة البطارية (BMS) بعزل الخلية المعطوبة. هذا يعني فصلها عن نظام توصيل الطاقة. يسمح هذا العزل لبقية مكونات المجموعة بالعمل بأمان. قد يؤدي ذلك إلى انخفاض طفيف في السعة.
بروتوكولات السلامة وآليات الحماية
يصمم المهندسون نظام إدارة البطاريات الذكي (BMS) بميزات أمان متنوعة لإدارة الخلايا المعيبة. وتشمل هذه الميزات:
·حماية من الجهد الزائد والجهد المنخفض:إذا تجاوز جهد الخلية الحدود الآمنة، فإن نظام إدارة البطارية (BMS) يحدّ من الشحن أو التفريغ. كما قد يفصل الخلية عن الحمل لمنع التلف.
· الإدارة الحرارية:في حال ارتفاع درجة الحرارة، يُمكن لنظام إدارة البطارية (BMS) تفعيل أنظمة التبريد، مثل المراوح، لخفض درجة الحرارة. في الحالات القصوى، قد يُوقف نظام البطارية. يُساعد هذا على منع الانفلات الحراري، وهو حالة خطيرة. في هذه الحالة، تسخن الخلية بسرعة.
حماية من الدائرة القصيرة:إذا اكتشف نظام إدارة البطارية (BMS) ماسًا كهربائيًا، فإنه يقطع التيار الكهربائي عن تلك الخلية بسرعة. هذا يساعد على منع المزيد من الضرر.
تحسين الأداء والصيانة
لا يقتصر التعامل مع الخلايا المعطوبة على منع الأعطال فحسب، بل يُحسّن نظام إدارة البطاريات (BMS) الأداء أيضًا، إذ يُوازن الحمل بين الخلايا ويراقب سلامتها بمرور الوقت.
إذا حدّد النظام خليةً على أنها معيبة ولكنها ليست خطرة بعد، فقد يُخفّف نظام إدارة البطارية (BMS) عبء العمل عليها. هذا يُطيل عمر البطارية مع الحفاظ على عمل البطارية.
في بعض الأنظمة المتقدمة، يستطيع نظام إدارة البطاريات الذكي التواصل مع الأجهزة الخارجية لتوفير معلومات تشخيصية. وقد يقترح إجراءات صيانة، مثل استبدال الخلايا المعطوبة، لضمان كفاءة عمل النظام.
وقت النشر: ١٩ أكتوبر ٢٠٢٤
