ما هو نظام إدارة البطارية (BMS)?
الاسم الكامل لـنظام إدارة البطارياتنظام إدارة البطارية (BMS) هو جهاز يُعنى بمراقبة حالة بطارية تخزين الطاقة. يُستخدم بشكل أساسي لإدارة وصيانة كل وحدة بطارية بذكاء، ومنع الشحن والتفريغ الزائدين، وإطالة عمرها الافتراضي، ومراقبة حالتها. عادةً ما يكون نظام إدارة البطارية (BMS) عبارة عن لوحة دوائر كهربائية أو صندوق أجهزة.
يُعد نظام إدارة البطاريات (BMS) أحد الأنظمة الفرعية الأساسية لنظام تخزين طاقة البطاريات. وهو مسؤول عن مراقبة حالة تشغيل كل بطارية فيتخزين طاقة البطاريةوحدة لضمان التشغيل الآمن والموثوق لوحدة تخزين الطاقة. يستطيع نظام إدارة البطارية (BMS) مراقبة وجمع بيانات حالة بطارية تخزين الطاقة في الوقت الفعلي (بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر: جهد البطارية، ودرجة حرارة قطب البطارية، وتيار دائرة البطارية، وجهد طرف حزمة البطارية، ومقاومة عزل نظام البطارية، إلخ)، واتخاذ الإجراءات اللازمة. بناءً على تحليل وحساب النظام، يتم الحصول على المزيد من بيانات تقييم حالة النظام، والتحكم الفعال في...بطارية تخزين الطاقةيُصمم هيكل البطارية وفقًا لاستراتيجية التحكم في الحماية المحددة، لضمان التشغيل الآمن والموثوق لوحدة تخزين طاقة البطارية بأكملها. وفي الوقت نفسه، يتبادل نظام إدارة البطارية (BMS) المعلومات مع المعدات الخارجية الأخرى (مثل أجهزة الكمبيوتر، وأنظمة إدارة الطوارئ، ونظام الحماية من الحرائق، وغيرها) من خلال واجهة الاتصال الخاصة به، والمدخلات التناظرية/الرقمية، وواجهة الإدخال، ويشكل نظام التحكم في الربط بين مختلف الأنظمة الفرعية في محطة توليد الطاقة، مما يضمن سلامة وموثوقية المحطة، ويضمن التشغيل الفعال والمتصل بالشبكة.
ما هي وظيفةنظام إدارة البطاريات?
هناك العديد من الوظائف التي يقوم بها نظام إدارة البطاريات، وأهمها والتي نهتم بها أكثر من غيرها، لا تتجاوز ثلاثة جوانب: إدارة الحالة، وإدارة التوازن، وإدارة السلامة.
وظيفة إدارة الدولةنظام إدارة البطارية
نريد معرفة حالة البطارية، وجهدها، وطاقتها، وسعتها، وتيار الشحن والتفريغ، وستُجيبنا وظيفة إدارة حالة نظام إدارة البطارية (BMS) على هذا السؤال. وتتمثل الوظيفة الأساسية لنظام إدارة البطارية في قياس وتقدير معلمات البطارية، بما في ذلك المعلمات والحالات الأساسية مثل الجهد والتيار ودرجة الحرارة، بالإضافة إلى حساب بيانات حالة البطارية مثل حالة الشحن (SOC) وحالة الشحن (SOH).
قياس الخلايا
معلومات القياس الأساسية: الوظيفة الأساسية لنظام إدارة البطارية هي قياس الجهد والتيار ودرجة حرارة خلية البطارية، وهو أساس منطق الحساب والتحكم على المستوى الأعلى لجميع أنظمة إدارة البطارية.
كشف مقاومة العزل: في نظام إدارة البطارية، مطلوب الكشف عن عزل نظام البطارية بأكمله ونظام الجهد العالي.
حساب SOC
يشير مصطلح SOC إلى حالة الشحن، أي السعة المتبقية للبطارية. باختصار، هو مقدار الطاقة المتبقية فيها.
يُعدّ مؤشر SOC أهم معيار في نظام إدارة البطاريات (BMS)، لأن جميع العناصر الأخرى تعتمد عليه، لذا تُعد دقته بالغة الأهمية. في حال عدم وجود مؤشر SOC دقيق، لن تتمكن أيٌّ من وظائف الحماية من تشغيل نظام إدارة البطاريات (BMS) بشكل طبيعي، لأن البطارية غالبًا ما تكون محمية، ولا يُمكن إطالة عمرها الافتراضي.
تشمل طرق تقدير SOC الشائعة حاليًا طريقة جهد الدائرة المفتوحة، وطريقة تكامل التيار، وطريقة مرشح كالمان، وطريقة الشبكة العصبية. وتُعدّ الطريقتان الأوليتان أكثر شيوعًا.
وظيفة إدارة التوازن فينظام إدارة البطارية
لكل بطارية "شخصيتها" الخاصة. وللحديث عن التوازن، علينا أن نبدأ بالبطارية نفسها. حتى البطاريات التي تُنتجها نفس الشركة المصنعة في نفس الدفعة لها دورة حياتها و"شخصيتها" الخاصة - فلا يمكن أن تكون سعة كل بطارية متطابقة تمامًا. هناك سببان لهذا التناقض:
عدم الاتساق في إنتاج الخلايا وعدم الاتساق في التفاعلات الكهروكيميائية
عدم اتساق الإنتاج
من المفهوم جيدًا وجود تفاوت في الإنتاج. على سبيل المثال، أثناء عملية الإنتاج، تكون مواد الفاصل والكاثود والأنود غير متناسقة، مما يؤدي إلى تفاوت في السعة الإجمالية للبطارية.
التناقض الكهروكيميائي يعني أنه في عملية شحن وتفريغ البطارية، حتى لو كان إنتاج ومعالجة البطاريتين متماثلين تمامًا، فإن البيئة الحرارية لا يمكن أن تكون متسقة أبدًا أثناء التفاعل الكهروكيميائي.
نعلم أن الإفراط في الشحن والتفريغ قد يُلحق ضررًا بالغًا بالبطارية. لذلك، عندما تكون البطارية "ب" مشحونة بالكامل أثناء الشحن، أو تكون قيمة شحنها منخفضة جدًا عند التفريغ، يجب إيقاف الشحن والتفريغ لحماية البطارية "ب"، مما يُؤدي إلى عدم الاستفادة الكاملة من طاقة البطاريتين "أ" و"ج". ينتج عن ذلك:
أولاً، انخفضت السعة الفعلية لحزمة البطارية: السعة التي كان من الممكن أن تستخدمها البطاريتان أ و ج، ولكن الآن لا يوجد مكانٌ لبذل جهدٍ كافٍ للتعامل مع ب، تمامًا كما يربط شخصان وثلاثة أرجل الطويل والقصير معًا، وخطوات الطويل بطيئة. لا يستطيع إحراز خطوات كبيرة.
ثانيًا، يقل عمر البطارية: فالخطوات أقصر، والخطوات أكثر، والساقان أكثر تعبًا؛ فتنخفض السعة، ويزداد عدد دورات الشحن والتفريغ، ويزداد ضعف البطارية. على سبيل المثال، يمكن لخلية بطارية واحدة أن تصل إلى 4000 دورة في حالة الشحن والتفريغ الكاملين، لكنها لا تستطيع الوصول إلى 100% في الاستخدام الفعلي، ويجب ألا يتجاوز عدد الدورات 4000 مرة.
هناك طريقتان رئيسيتان للموازنة في نظام BMS، الموازنة السلبية والموازنة النشطة.
يعتبر التيار اللازم لمعادلة الجهد السلبي صغيرًا نسبيًا، مثل المعادلة السلبية التي توفرها DALY BMS، والتي تحتوي على تيار متوازن يبلغ 30 مللي أمبير فقط ووقت معادلة جهد البطارية طويل.
يعتبر تيار التوازن النشط كبيرًا نسبيًا، مثلالموازن النشطتم تطويره بواسطة DALY BMS، والذي يصل إلى تيار موازنة يبلغ 1A ولديه وقت موازنة جهد البطارية قصير.
وظيفة الحمايةنظام إدارة البطارية
يتوافق جهاز مراقبة نظام إدارة البطارية (BMS) مع مكونات النظام الكهربائي. ووفقًا لاختلاف ظروف أداء البطارية، تُقسّم إلى مستويات أعطال مختلفة (أعطال بسيطة، أعطال خطيرة، وأعطال قاتلة)، وتُتخذ إجراءات معالجة مختلفة في كل مستوى: تحذير، أو حدّ الطاقة، أو قطع الجهد العالي مباشرةً. تشمل الأعطال أخطاء جمع البيانات وإمكانية حدوثها، والأعطال الكهربائية (المستشعرات والمشغلات)، وأعطال الاتصالات، وأعطال حالة البطارية.
من الأمثلة الشائعة أنه عندما ترتفع درجة حرارة البطارية بشكل زائد، يحكم نظام إدارة البطارية (BMS) على أن البطارية ترتفع درجة حرارتها بشكل زائد بناءً على درجة حرارة البطارية المجمعة، ثم يتم فصل الدائرة التي تتحكم في البطارية لإجراء حماية من ارتفاع درجة الحرارة وإرسال إنذار إلى نظام إدارة الطوارئ (EMS) وأنظمة الإدارة الأخرى
لماذا تختار DALY BMS؟
شركة دالي لإدارة البطاريات (DALY BMS)، إحدى أكبر شركات تصنيع أنظمة إدارة البطاريات (BMS) في الصين، تضم أكثر من 800 موظف، وورشة إنتاج بمساحة 20,000 متر مربع، وأكثر من 100 مهندس بحث وتطوير. تُصدّر منتجات دالي إلى أكثر من 150 دولة ومنطقة.
وظيفة الحماية الأمنية المهنية
تحتوي اللوحة الذكية ولوحة الأجهزة على 6 وظائف حماية رئيسية:
حماية من الشحن الزائد: عندما يصل جهد خلية البطارية أو جهد مجموعة البطارية إلى المستوى الأول من جهد الشحن الزائد، سيتم إصدار رسالة تحذير، وعندما يصل الجهد إلى المستوى الثاني من جهد الشحن الزائد، سيقوم DALY BMS تلقائيًا بفصل مصدر الطاقة.
حماية من التفريغ الزائد: عند وصول جهد خلية البطارية أو حزمة البطارية إلى المستوى الأول من جهد التفريغ الزائد، تُصدر رسالة تحذير. عند وصول الجهد إلى المستوى الثاني من جهد التفريغ الزائد، يقوم نظام DALY BMS بفصل مصدر الطاقة تلقائيًا.
حماية من التيار الزائد: عندما يصل تيار تفريغ البطارية أو تيار الشحن إلى المستوى الأول من التيار الزائد، سيتم إصدار رسالة تحذير، وعندما يصل التيار إلى المستوى الثاني من التيار الزائد، سيقوم DALY BMS تلقائيًا بفصل مصدر الطاقة.
حماية من درجة الحرارة: لا تعمل بطاريات الليثيوم بشكل طبيعي في درجات الحرارة العالية والمنخفضة. عند ارتفاع أو انخفاض درجة حرارة البطارية بشكل كبير عن المستوى الأول، تُصدر رسالة تحذير، وعند وصولها إلى المستوى الثاني، يقطع نظام DALY BMS مصدر الطاقة تلقائيًا.
حماية من الدائرة القصيرة: عندما يتم قصر الدائرة، يزداد التيار على الفور، وسوف يقوم DALY BMS تلقائيًا بفصل مصدر الطاقة
وظيفة إدارة التوازن المهني
إدارة متوازنة: إذا كان فرق جهد خلية البطارية كبيرًا جدًا، فسيؤثر ذلك على الاستخدام العادي للبطارية. على سبيل المثال، تُحمى البطارية مسبقًا من الشحن الزائد، ولا تُشحن بالكامل، أو تُحمى مسبقًا من التفريغ الزائد، ولا يمكن تفريغها بالكامل. يتميز نظام DALY BMS بوظيفة معادلة سلبية خاصة به، كما طور وحدة معادلة نشطة. يصل أقصى تيار معادلة إلى 1 أمبير، مما يُطيل عمر البطارية ويضمن استخدامها بشكل طبيعي.
وظيفة إدارة الدولة المهنية ووظيفة الاتصال
تتميز وظيفة إدارة الحالة بكفاءة عالية، ويخضع كل منتج لاختبارات جودة صارمة قبل مغادرة المصنع، بما في ذلك اختبار العزل، واختبار دقة التيار، واختبار التكيف البيئي، وغيرها. يراقب نظام إدارة البطارية (BMS) جهد خلية البطارية، والجهد الإجمالي لحزمة البطارية، ودرجة حرارة البطارية، وتيار الشحن والتفريغ في الوقت الفعلي. يوفر النظام وظيفة SOC عالية الدقة، ويعتمد طريقة تكامل الأمبير/الساعة الشائعة، مع نسبة خطأ 8% فقط.
عبر ثلاث طرق اتصال: UART/RS485/CAN، متصل بجهاز الكمبيوتر المضيف أو شاشة اللمس، والبلوتوث، ولوحة الإضاءة لإدارة بطارية الليثيوم. يدعم بروتوكولات اتصال العاكسات الرئيسية، مثل China Tower، وGROWATT، وDEY E، وMU ST، وGOODWE، وSOFAR، وSRNE، وSMA، وغيرها.
المتجر الرسميhttps://dalyelec.en.alibaba.com/
الموقع الرسميhttps://dalybms.com/
لأي استفسارات أخرى، يرجى الاتصال بنا على:
Email:selina@dalyelec.com
الجوال/وي تشات/واتساب: +86 15103874003
وقت النشر: ١٤ مايو ٢٠٢٣
