أخبار - مقارنة بين أنظمة إدارة البطاريات ذات المرحلات وأنظمة إدارة البطاريات ذات أشباه الموصلات المعدنية (MOS): دليل تطبيقات التيار العالي

عند الاختيارنظام إدارة البطاريات (BMS) للتطبيقات ذات التيار العاليكما هو الحال مع الرافعات الشوكية الكهربائية ومركبات الرحلات السياحية، يسود اعتقاد شائع بأن المرحلات ضرورية للتيارات التي تتجاوز 200 أمبير نظرًا لتحملها العالي للتيار ومقاومتها للجهد. إلا أن التطورات في تقنية MOS تُشكك في هذا المفهوم.

من حيث نطاق التطبيقات، تدعم أنظمة إدارة البطاريات الحديثة القائمة على تقنية أشباه الموصلات المعدنية (MOS) تيارات تتراوح بين 200 و800 أمبير، مما يجعلها مناسبة لمختلف التطبيقات التي تتطلب تيارات عالية. تشمل هذه التطبيقات الدراجات النارية الكهربائية، وعربات الغولف، والمركبات متعددة التضاريس، وحتى التطبيقات البحرية، حيث تتطلب دورات التشغيل والإيقاف المتكررة والتغيرات الديناميكية في الأحمال تحكمًا دقيقًا في التيار. وبالمثل، في آلات الخدمات اللوجستية مثل الرافعات الشوكية ومحطات الشحن المتنقلة، توفر حلول MOS تكاملًا عاليًا واستجابة سريعة.

من الناحية التشغيلية، تتطلب الأنظمة القائمة على المرحلات تجميعًا معقدًا مع مكونات إضافية مثل محولات التيار ومصادر الطاقة الخارجية، مما يستلزم توصيلات كهربائية ولحامًا احترافيًا. وهذا يزيد من مخاطر حدوث مشاكل في اللحام، مما يؤدي إلى أعطال مثل انقطاع التيار الكهربائي أو ارتفاع درجة الحرارة بمرور الوقت. في المقابل، تتميز أنظمة MOS بتصاميم متكاملة تُبسط عملية التركيب والصيانة. على سبيل المثال، يتطلب إيقاف تشغيل المرحلات تحكمًا دقيقًا في التسلسل لتجنب تلف المكونات، بينما يسمح نظام MOS بالقطع المباشر بأقل معدلات خطأ. تنخفض تكاليف صيانة أنظمة MOS بنسبة 68-75% سنويًا نظرًا لقلة عدد الأجزاء وسرعة الإصلاح.

يُظهر تحليل التكلفة أنه على الرغم من أن المرحلات تبدو أرخص في البداية، إلا أن التكلفة الإجمالية لدورة حياة أنظمة الترانزستورات المعدنية المؤكسدة (MOS) أقل. تحتاج أنظمة المرحلات إلى مكونات إضافية (مثل قضبان تبديد الحرارة)، وتكاليف عمالة أعلى لتصحيح الأخطاء، وتستهلك 5 واط أو أكثر من الطاقة المستمرة، بينما تستهلك أنظمة الترانزستورات المعدنية المؤكسدة 1 واط أو أقل. كما أن نقاط تلامس المرحلات تتآكل بشكل أسرع، مما يتطلب صيانة سنوية أكثر بمقدار 3-4 مرات.

من حيث الأداء، تتميز المرحلات باستجابة أبطأ (10-20 مللي ثانية) وقد تتسبب في انقطاعات متقطعة في الطاقة أثناء التغيرات السريعة مثل رفع الرافعة الشوكية أو الكبح المفاجئ، مما يزيد من مخاطر تقلبات الجهد أو أخطاء المستشعرات. في المقابل، تستجيب ترانزستورات MOS في غضون 1-3 مللي ثانية، مما يوفر توصيلًا أكثر سلاسة للطاقة وعمرًا أطول دون تآكل مادي في نقاط التلامس.

باختصار، قد تكون أنظمة المرحلات مناسبةً لحالات التيار المنخفض (أقل من 200 أمبير) البسيطة، ولكن بالنسبة لتطبيقات التيار العالي، توفر حلول أنظمة إدارة البطاريات القائمة على تقنية MOS مزايا من حيث سهولة الاستخدام، وكفاءة التكلفة، والاستقرار. غالبًا ما يعتمد اعتماد الصناعة على المرحلات على تجارب قديمة؛ ومع نضوج تقنية MOS، فقد حان الوقت للتقييم بناءً على الاحتياجات الفعلية بدلاً من التقاليد.

تاريخ النشر: 28 سبتمبر 2025

المرحل مقابل الترانزستور المعدني-العازل لأنظمة إدارة البطاريات ذات التيار العالي: أيهما أفضل للمركبات الكهربائية؟

اتصل بنا يوميًا