ما هو نظام إدارة البطارية (BMS)؟?
الاسم الكامل لـنظام إدارة المبانينظام إدارة البطاريات (BMS) هو جهاز يُستخدم لمراقبة حالة بطارية تخزين الطاقة. يُستخدم بشكل أساسي للإدارة والصيانة الذكية لكل وحدة بطارية، لمنع الشحن الزائد والتفريغ الزائد، وإطالة عمر البطارية، ومراقبة حالتها. عادةً ما يكون نظام إدارة البطاريات عبارة عن لوحة دوائر كهربائية أو صندوق أجهزة.
يُعد نظام إدارة البطارية (BMS) أحد الأنظمة الفرعية الأساسية لنظام تخزين طاقة البطاريات. وهو مسؤول عن مراقبة حالة تشغيل كل بطارية في النظام.تخزين طاقة البطاريةوحدة لضمان التشغيل الآمن والموثوق لوحدة تخزين الطاقة. يمكن لنظام إدارة البطارية (BMS) مراقبة وجمع معلمات حالة بطارية تخزين الطاقة في الوقت الفعلي (بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر جهد البطارية الفردية، ودرجة حرارة قطب البطارية، وتيار دائرة البطارية، وجهد طرف حزمة البطاريات، ومقاومة عزل نظام البطارية، وما إلى ذلك)، واتخاذ الإجراءات اللازمة. بناءً على تحليل وحساب النظام، يتم الحصول على المزيد من معلمات تقييم حالة النظام، والتحكم الفعال فيبطارية تخزين الطاقةيتم تصميم هيكل النظام وفقًا لاستراتيجية تحكم حماية محددة، لضمان التشغيل الآمن والموثوق لوحدة تخزين طاقة البطارية بأكملها. في الوقت نفسه، يمكن لنظام إدارة البطارية (BMS) تبادل المعلومات مع المعدات الخارجية الأخرى (نظام التحكم في الطاقة، ونظام إدارة الطاقة، ونظام الحماية من الحرائق، وما إلى ذلك) من خلال واجهة الاتصال الخاصة به، ومدخلات تناظرية/رقمية، وواجهة إدخال، وتشكيل نظام تحكم مترابط بين مختلف الأنظمة الفرعية في محطة تخزين الطاقة بأكملها لضمان سلامة وموثوقية المحطة، وكفاءة التشغيل عند ربطها بالشبكة.
ما هي وظيفةنظام إدارة المباني?
هناك العديد من وظائف نظام إدارة المباني، وأكثرها جوهرية، والتي تهمنا أكثر من غيرها، ليست سوى ثلاثة جوانب: إدارة الحالة، وإدارة التوازن، وإدارة السلامة.
وظيفة إدارة الدولة لـنظام إدارة البطارية
نريد معرفة حالة البطارية، وجهدها، ومقدار الطاقة التي تحتويها، وسعتها، وتيار الشحن والتفريغ، وستوفر لنا وظيفة إدارة حالة البطارية (BMS) الإجابة. تتمثل الوظيفة الأساسية لنظام إدارة البطارية في قياس وتقدير معايير البطارية، بما في ذلك المعايير والحالات الأساسية مثل الجهد والتيار ودرجة الحرارة، وحساب بيانات حالة البطارية مثل حالة الشحن (SOC) وحالة الصحة (SOH).
قياس الخلية
قياس المعلومات الأساسية: تتمثل الوظيفة الأساسية لنظام إدارة البطارية في قياس الجهد والتيار ودرجة حرارة خلية البطارية، وهو أساس الحساب والتحكم على المستوى الأعلى لجميع أنظمة إدارة البطارية.
الكشف عن مقاومة العزل: في نظام إدارة البطارية، يلزم الكشف عن عزل نظام البطارية بأكمله ونظام الجهد العالي.
حساب SOC
يشير مصطلح SOC إلى حالة الشحن، أي السعة المتبقية للبطارية. ببساطة، هو مقدار الطاقة المتبقية في البطارية.
يُعدّ مستوى شحن البطارية (SOC) أهمّ معيار في نظام إدارة البطارية (BMS)، لأنّ جميع وظائف النظام الأخرى تعتمد عليه، لذا فإنّ دقّته بالغة الأهمية. فإذا لم يكن مستوى الشحن دقيقًا، فلن تُجدي أيّ وظائف حماية نفعًا في ضمان عمل نظام إدارة البطارية بشكل طبيعي، لأنّ البطارية ستُحمى في أغلب الأحيان، ولن يتمكّن النظام من إطالة عمرها.
تشمل طرق تقدير حالة الشحن (SOC) السائدة حاليًا طريقة جهد الدائرة المفتوحة، وطريقة تكامل التيار، وطريقة مرشح كالمان، وطريقة الشبكة العصبية. وتُستخدم الطريقتان الأوليان بشكل أكثر شيوعًا.
وظيفة إدارة التوازن لـنظام إدارة البطارية
لكل بطارية خصائصها المميزة. وللحديث عن التوازن، علينا أن نبدأ بالبطارية نفسها. فحتى البطاريات التي تنتجها نفس الشركة المصنعة وفي نفس الدفعة لها دورة حياتها وخصائصها الفريدة، إذ لا يمكن أن تكون سعة كل بطارية متطابقة تمامًا. وهناك سببان رئيسيان لهذا التباين:
عدم اتساق في إنتاج الخلايا وعدم اتساق في التفاعلات الكهروكيميائية
عدم اتساق الإنتاج
إن عدم اتساق الإنتاج أمر مفهوم جيداً. على سبيل المثال، في عملية الإنتاج، تكون مواد الفاصل والكاثود والأنود غير متسقة، مما يؤدي إلى عدم اتساق في السعة الإجمالية للبطارية.
عدم الاتساق الكهروكيميائي يعني أنه في عملية شحن وتفريغ البطارية، حتى لو كانت عملية إنتاج ومعالجة البطاريتين متطابقة تمامًا، فإن البيئة الحرارية لا يمكن أن تكون متسقة أبدًا أثناء التفاعل الكهروكيميائي.
نعلم أن الشحن الزائد والتفريغ الزائد قد يُلحقان ضررًا كبيرًا بالبطارية. لذلك، عندما تكون البطارية "ب" مشحونة بالكامل أثناء الشحن، أو عندما يكون مستوى شحنها منخفضًا جدًا أثناء التفريغ، فمن الضروري إيقاف الشحن والتفريغ لحماية البطارية "ب"، وبالتالي لن يتم الاستفادة الكاملة من طاقة البطاريتين "أ" و"ج". وينتج عن ذلك ما يلي:
أولاً، انخفضت السعة الفعلية القابلة للاستخدام لحزمة البطاريات: السعة التي كان من الممكن أن تستخدمها البطاريتان A وC، ولكن الآن لا يوجد مكان لتطبيق القوة اللازمة لدعم B، تماماً كما لو أن شخصين وثلاثة أرجل يربطون الطويل والقصير معاً، فخطوات الطويل بطيئة. لا يستطيع أن يخطو خطوات واسعة.
ثانيًا، يقل عمر البطارية: تصبح الخطوة أقصر، ويزداد عدد الخطوات المطلوبة، مما يُرهق الساقين؛ كما تقل سعتها، ويزداد عدد دورات الشحن والتفريغ، ويزداد تدهور البطارية. على سبيل المثال، يمكن لخلية بطارية واحدة أن تصل إلى 4000 دورة شحن وتفريغ عند شحنها وتفريغها بنسبة 100%، لكنها لا تصل إلى هذه النسبة في الاستخدام الفعلي، ويجب ألا يتجاوز عدد دورات الشحن والتفريغ 4000 مرة.
يوجد وضعان رئيسيان للموازنة في نظام إدارة المباني، وهما الموازنة السلبية والموازنة النشطة.
التيار اللازم للمعادلة السلبية صغير نسبيًا، مثل المعادلة السلبية التي يوفرها نظام إدارة البطارية DALY، والذي يتميز بتيار متوازن يبلغ 30 مللي أمبير فقط ووقت طويل لمعادلة جهد البطارية.
يكون تيار الموازنة النشط كبيرًا نسبيًا، مثلموازن نشطتم تطويره بواسطة DALY BMS، والذي يصل إلى تيار موازنة يبلغ 1 أمبير وله وقت موازنة جهد البطارية قصير.
وظيفة الحماية لـنظام إدارة البطارية
يتوافق نظام مراقبة البطارية مع مكونات النظام الكهربائي. وبناءً على ظروف أداء البطارية المختلفة، يُصنّف النظام إلى مستويات أعطال متعددة (أعطال طفيفة، أعطال خطيرة، أعطال كارثية)، وتُتخذ إجراءات معالجة مختلفة تبعًا لكل مستوى عطل: كالتنبيه، أو تحديد حد الطاقة، أو قطع التيار الكهربائي عالي الجهد مباشرةً. تشمل الأعطال أعطال جمع البيانات، وأعطال التحقق من صحة البيانات، والأعطال الكهربائية (في أجهزة الاستشعار والمشغلات)، وأعطال الاتصال، وأعطال حالة البطارية.
ومن الأمثلة الشائعة على ذلك أنه عندما ترتفع درجة حرارة البطارية بشكل مفرط، يقوم نظام إدارة البطارية (BMS) بتقييم درجة حرارة البطارية بناءً على البيانات المسجلة، ثم يتم فصل الدائرة الكهربائية التي تتحكم في البطارية لتوفير الحماية من ارتفاع درجة الحرارة وإرسال إنذار إلى نظام إدارة الطاقة (EMS) وأنظمة الإدارة الأخرى.
لماذا تختار نظام إدارة المباني اليومي (DALY BMS)؟
تُعدّ شركة دالي بي إم إس واحدة من أكبر الشركات المصنّعة لأنظمة إدارة البطاريات في الصين، حيث تضمّ أكثر من 800 موظف، وورشة إنتاج تبلغ مساحتها 20,000 متر مربع، وأكثر من 100 مهندس متخصص في البحث والتطوير. وتُصدّر منتجات دالي إلى أكثر من 150 دولة ومنطقة.
وظيفة الحماية الأمنية الاحترافية
تحتوي اللوحة الذكية ولوحة الأجهزة على 6 وظائف حماية رئيسية:
الحماية من الشحن الزائد: عندما يصل جهد خلية البطارية أو جهد حزمة البطارية إلى المستوى الأول من جهد الشحن الزائد، سيتم إصدار رسالة تحذير، وعندما يصل الجهد إلى المستوى الثاني من جهد الشحن الزائد، سيقوم نظام إدارة البطارية DALY بفصل مصدر الطاقة تلقائيًا.
حماية من التفريغ الزائد: عند وصول جهد خلية البطارية أو حزمة البطاريات إلى المستوى الأول من جهد التفريغ الزائد، سيتم إصدار رسالة تحذير. وعند وصول الجهد إلى المستوى الثاني من جهد التفريغ الزائد، سيقوم نظام إدارة البطارية DALY بفصل مصدر الطاقة تلقائيًا.
الحماية 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 نظام إدارة البطارية DALY بفصل مصدر الطاقة تلقائيًا.
الحماية من الحرارة: لا تعمل بطاريات الليثيوم بشكل طبيعي في درجات الحرارة المرتفعة أو المنخفضة. عند تجاوز درجة حرارة البطارية المستوى الأول، سيتم إصدار رسالة تحذير، وعند بلوغها المستوى الثاني، سيقوم نظام إدارة البطارية (DALY BMS) بفصل التيار الكهربائي تلقائيًا.
حماية من قصر الدائرة: عند حدوث قصر في الدائرة، يزداد التيار بشكل فوري، وسيقوم نظام إدارة البطارية DALY بفصل مصدر الطاقة تلقائيًا.
وظيفة إدارة التوازن المهني
إدارة متوازنة: إذا كان فرق جهد خلايا البطارية كبيرًا جدًا، فسيؤثر ذلك على الاستخدام الطبيعي للبطارية. على سبيل المثال، قد تكون البطارية محمية مسبقًا من الشحن الزائد، ولكنها لا تُشحن بالكامل، أو قد تكون محمية مسبقًا من التفريغ الزائد، ولكنها لا تُفرغ بالكامل. يتميز نظام إدارة البطاريات من DALY بوظيفة معادلة سلبية خاصة به، كما طوّر وحدة معادلة نشطة. يصل تيار المعادلة الأقصى إلى 1 أمبير، مما يُطيل عمر البطارية ويضمن استخدامها بشكل طبيعي.
وظيفة إدارة الدولة المهنية ووظيفة الاتصال
تتميز وظيفة إدارة حالة البطارية (BMS) بقوتها، ويخضع كل منتج لاختبارات جودة صارمة قبل مغادرته المصنع، تشمل اختبارات العزل، ودقة التيار، وملاءمة النظام للبيئة، وغيرها. يراقب نظام إدارة البطارية جهد خلية البطارية، والجهد الكلي لحزمة البطارية، ودرجة حرارة البطارية، وتيار الشحن، وتيار التفريغ في الوقت الفعلي. يوفر النظام وظيفة دقيقة للغاية لقياس حالة الشحن (SOC)، ويعتمد على طريقة تكامل الأمبير-ساعة الشائعة، حيث لا تتجاوز نسبة الخطأ 8%.
من خلال ثلاث طرق اتصال هي UART/RS485/CAN، يتم الاتصال بالكمبيوتر المضيف أو شاشة العرض اللمسية، بالإضافة إلى البلوتوث ولوحة الإضاءة لإدارة بطارية الليثيوم. يدعم الجهاز بروتوكولات الاتصال الشائعة لأجهزة العاكس، 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
جوال/وي تشات/واتساب: +86 15103874003
تاريخ النشر: 14 مايو 2023
