يلعب نظام إدارة البطارية عالية الجهد (BMS) دورًا حاسمًا في ضمان التشغيل الآمن والفعال والموثوق به لمجموعات بطاريات ليثيوم أيون عالية الجهد ، والتي تعمل عند أكثر من 96 VDC.مع استمرار الطلب على تخزين الطاقة في النمو ، يصبح أهمية BMS عالية الجهد واضحة بشكل متزايد. في هذه المقالة سنقدم لمحة شاملة عن BMS عالية الجهد ،التي تغطي الجوانب الأساسية المتعلقة بتشغيلها وتطبيقاتها.
فهم نظام BMS عالي الجهد
يعمل نظام BMS عالي الجهد كنظام إلكتروني للرقابة مصمم لإدارة حزم البطاريات عالية الجهد من خلال مراقبة وقياس معايير الخلية مع تقييم حالتها العامة.بالإضافة إلى، فإنه يحمي خلايا البطارية من خلال ضمان تشغيلها داخل منطقة التشغيل الآمنة (SOA). أصبحت هذه الأنظمة مكونات لا غنى عنها في حزم بطاريات ليثيوم أيون.
تتكون بطاريات الليثيوم عالية الجهد من العديد من خلايا ليثيوم أيون متصلة بالتوازي وسلسلة لتحقيق القدرة والجهد المطلوبين للحزمة.تعمل ضمن نطاق 96 VDC إلى 1500 VDC، يدير كل هذه البطاريات. على وجه الخصوص، BMS الجهد العالي يتبنى في المقام الأول تقنية BMS الموزعة.
تكوين نظام BMS عالي الجهد
تتكون أنظمة بطارية BMS عالية الجهد من مجموعة من الخلايا، مما يؤدي إلى أسلاك متعددة تربط خلايا البطارية مع BMS.والصيانة لهذه الأنظمة تصبح معقدة للغايةعادةً ما يتم تجميع المكونات الإلكترونية وتخزينها بشكل منفصل عن الخلايا، حيث تكون تقنية BMS الموزعة هي النهج المفضل.
في نظام BMS الموزع ، يتم دمج الأجهزة الإلكترونية في لوحات الخلايا ، والتي يتم احتواؤها داخل الخلايا التي يتم مراقبتها.هذا التصميم يحسن الاتصال والحساب من خلال استخدام أسلاك الاتصال بين جهاز تحكم BMS ولوحات الخليةيقلل نظام BMS الموزع من عدد أسلاك أجهزة الاستشعار وكابلات الاتصال بين وحدات BMS ، مما يضمن هيكلًا مستقلًا لكل وحدة BMS.
قياس الجهد في BMS
قياس الجهد هو وظيفة حاسمة من BMS، ويتمتع بقدرات قياس دقيقة. يدمج BMS وحدة اكتساب الجهد الخلية المخصصة،والتي تستخدم محول من التناظرية إلى الرقمية لقياس الجهدهذا النهج ضروري لأن خلايا ليثيوم أيون يجب أن تعمل ضمن نطاقات الجهد المحددة، التي تحددها الكيمياء الجوهرية لكل خلية وظروف درجة الحرارة السائدة.
وعلاوة على ذلك، يتم تقييد فولتاج SOA لتحسين عمر البطارية عندما تخضع حزم البطارية للدورة الحالية، أو الشحن من مصادر طاقة مختلفة، أو التفريغ بسبب متطلبات الحمل العالية.
أهمية BMS في بطاريات الليثيوم
اكتسبت بطاريات الليثيوم أيون شعبية هائلة في السنوات الأخيرة، حيث وضعت نفسها كالتكنولوجيا الرائدة للبطاريات القابلة لإعادة الشحن في مجال تخزين الطاقة.بما في ذلك كثافة الطاقة العالية، انخفاض معدل التفريغ الذاتي ، ومدة حياة دورة طويلة ، وجهد الخلية العالي ، والحجم المدمج ، والوزن الخفيف ، والمتانة ، وصداقة البيئة ، ساهمت في تبنيها على نطاق واسع.
لكن بسبب فعالية الليثيوم العالية هذه البطاريات حساسة لتغيرات درجة الحرارةوالظروف غير المواتية الأخرى يمكن أن تشكل مخاطر للسلامةونتيجة لذلك، تم تجهيز بطاريات ليثيوم أيون بـ BMS لمنع الإفراط في الشحن، الإفراط في التفريغ، الإفراط في التيار، ومراقبة وإدارة حالة البطارية.يضمن نظام BMS الاستخدام الآمن والفعال لأداء بطاريات ليثيوم أيون المتفوقوبالتالي فإن BMS لها أهمية هائلة للبطاريات الليثيوم أيون.
وظائف BMS عالية الجهد
أنظمة BMS عالية الجهد يمكنها إدارة الجهد الذي يتجاوز 1500 VDC داخل رف بطارية واحد ، خاصة عندما يتم دمجها مع أجهزة التحكم متعددة الوحدات.إنهم يقيسون الجهد على مستوى الوحدة وعلى مستوى الخلية، والتيار، ودرجة الحرارة. بالإضافة إلى ذلك، فإنها تحسب عمق التفريغ وحالة الشحن.يتم نقل هذه المعلومات إلى نظام تحويل الطاقة (PCS) لتمكين التحكم في التفريغ أو الشحن الدقيق بناءً على متطلبات الجهد.
علاوة على ذلك، توفر أنظمة BMS عالية الجهد عتبات البطارية إلى PCS، مما يؤدي إلى تنبيهات عند اقتراب حدود السلامة. وهذا يدفع إلى تنشيط مروحي التبريد تلقائيًا.تتضمن بعض أنظمة BMS عالية الجهد دائرة شحن مسبقة تضمن مطابقة الجهد وتمنع زيادات التيار عند توصيل كومة إلى حافلة DC.
الجوانب المسيطرة لـ BMS
سواء كان BMS عالية الجهد أو نسخة منخفضة الجهد، يعمل BMS أساسا كمنظم إلكتروني يشرف على عمليات شحن وتفريغ البطاريات القابلة لإعادة الشحن.يمكن أن تختلف ميزات التحكم اعتمادا على تعقيد النظامفي حين أن بعض وحدات BMS قد تقوم بمهام بسيطة مثل قياس الجهد وتقييد الشحن، فإن وحدات BMS الأكثر تقدمًا تراقب أداء البطارية وعمرها لضمان عمليات أكثر أمانًا.إنهم يديرون كل من أنظمة البطاريات متعددة الخلايا والخلايا الواحدةتتيح أنظمة الخلايا المتعددة التحكم ومراقبة مجموعات الخلايا الفردية، حيث يتم دمج بعضها مع أجهزة الكمبيوتر للمراقبة المتقدمة، بما في ذلك تنبيهات البريد الإلكتروني وإشعارات الدفع.
تطبيقات BMS عالية الجهد
يجد نظام BMS عالي الجهد استخدامًا واسعًا في أنظمة تخزين الطاقة والمركبات الكهربائية وبطاريات الليثيوم UPS عالية الجهد.إنها تعمل كحلقة اتصال بين بطاريات ليثيوم أيون وتدير وظائفهاعلاوة على ذلك ، فإنه يجمع بيانات النظام ويضمن أن الخلايا تعمل وتتوازن في ظل ظروف محددة.تنظيم اتصالات الدوائر لتحسين درجة حرارة البطارية ضمن نطاق ضيق، والحفاظ على أداء البطارية
اختيار نظام BMS عالي الجهد لبطاريات تخزين الطاقة
يعتمد اختيار نظام BMS ذي الجهد العالي المناسب على عوامل مثل حجم نظام البطارية والقدرة القياسية والجهد. تشمل الاعتبارات:
الجهد: يتم تحديد الجهد الإجمالي لبطارية البطارية من خلال عدد الخلايا التي تتكون منها. قد تتطلب التطبيقات المختلفة جهدًا اسميًا محددًا.
أمبيرج: هذا يقيس تدفق التيار الكهربائي ويحدد المعدل الذي تمر به الإلكترونات عبر الدائرة.من الضروري أن تتطابق قدرات Ampereage BMS مع متطلبات نظام البطارية.
سعة البطارية: مقاسة بالميلي أمبير ساعة (mAh) ، تشير سعة البطارية إلى الكمية الإجمالية للتيار الذي يمكن للبطارية توفيره خلال ساعة قبل أن ينخفض الجهد إلى قيمة محددة.يجب أن يكون BMS متوافقًا مع سعة البطارية.
معدل الـ C: يمثل معدل C معدل الشحن أو تفريغ النسبة إلى السعة الاسمية للبطارية. ضع في اعتبارك متطلبات معدل C لنظام البطارية عند اختيار نظام BMS عالي الجهد.
من خلال النظر في هذه العوامل ، يمكن للمرء أن يتخذ قرارًا مستنيرًا عند اختيار نظام BMS عالي الجهد لبطاريات تخزين الطاقة.
في الختام ، تلعب BMS عالية الجهد دورًا حيويًا في ضمان التشغيل الآمن والفعال لبطاريات ليثيوم أيون عالية الجهد.إنه يعمل كنظام إلكتروني للإشراف الذي يراقب ويدير معايير الخلية، يحمي من الظروف السيئة، ويحسّن أداء البطارية. مع بنيتها الموزعة، وقياس الجهد الدقيق، وقدرات التحكم،جهاز BMS عالي الجهد هو عنصر أساسي في أنظمة تخزين الطاقة، والسيارات الكهربائية، وغيرها من التطبيقات عالية الجهد. إذا كنت لا تعرف كيفية اختيار نظام BMS المناسب، يرجى الاتصال cara@hngce.com.سوف تساعدك على صنع حلول BMS وفقا لتفاصيل مشروعك.
