يعد نظام إدارة البطارية (BMS) مكونًا حاسمًا في صناعة المركبات الكهربائية (EV). إنه يضمن السلامة والأداء وطول عمر بطاريات EV ، والتي عادة ما تكون ليثيوم أيون. يراقب BMS ويدير معلمات البطارية المختلفة مثل الجهد والتيار ودرجة الحرارة وحالة الشحن (SOC) لمنع الإفراط في الشحن والإفراط في الشحن والارتفاع درجة الحرارة. كما أنه يوازن بين الفولتية الخلوية داخل حزمة البطارية لزيادة سعةها وعمرها. هناك ثلاثة أنواع رئيسية من BMS: مركزية ، وحدات ، وتوزيع. كل نوع له مزاياه وعيوبه ، ويعتمد الاختيار على المتطلبات المحددة لتطبيق EV.
BMS المركزية
BMS المركزي هو نظام حيث تتم مراقبة جميع خلايا البطارية وإدارتها بواسطة وحدة تحكم واحدة. وحدة التحكم هذه مسؤولة عن قياس الجهد ودرجة الحرارة والمعلمات الأخرى لكل خلية في حزمة البطارية وضمان عملها ضمن حدود آمنة. يتواصل BMS المركزي أيضًا مع وحدة التحكم الرئيسية في EV لتوفير معلومات حول حالة الشحن للبطارية (SOC) ، والصحة ، وغيرها من البيانات المهمة.
الميزة الرئيسية ل BMS المركزية هي بساطتها وفعالية التكلفة. نظرًا لأن جميع خلايا البطارية متصلة بوحدة تحكم واحدة ، فإن عملية الأسلاك والتركيب واضحة وأقل تكلفة مقارنة بالأنواع الأخرى من BMS. بالإضافة إلى ذلك ، يتطلب BMS المركزية عددًا أقل من المكونات ، مما يقلل من الوزن الكلي وحجم حزمة البطارية.
ومع ذلك ، فإن BMS المركزية لديها أيضا بعض القيود. إذا فشلت وحدة التحكم ، تصبح حزمة البطارية بأكملها غير صالحة للعمل ، والتي يمكن أن تكون مخاطر أمان كبيرة. علاوة على ذلك ، قد لا تكون BMS مركزية قادرة على مراقبة وإدارة الخلايا الفردية بدقة في عبوات البطارية الكبيرة ، مما يؤدي إلى اختلال التوازن وتقليل الأداء.
وحدات BMS
يعد BMS Modular نظامًا حيث يتم تقسيم حزمة البطارية إلى وحدات أصغر ، ولكل منها وحدة المراقبة والإدارة الخاصة بها. ترتبط هذه الوحدات بوحدة تحكم مركزية تنسق تشغيلها وتتواصل مع وحدة التحكم الرئيسية في EV. يتيح التصميم المعياري مراقبة وإدارة أكثر دقة لكل خلية أو مجموعة من الخلايا داخل حزمة البطارية.
الميزة الرئيسية للـ BMS المعيارية هي قابلية التوسع والمرونة. نظرًا لأن حزمة البطارية مقسمة إلى وحدات أصغر ، يمكن توسيعها بسهولة أو تعديلها لاستيعاب أحجام السيارات المختلفة وقدرات البطارية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن توفر BMS المعيارية بيانات أكثر دقة عن حالة كل خلية أو وحدة ، والتي يمكن أن تحسن الأداء الكلي وسلامة حزمة البطارية.
ومع ذلك ، فإن BMS المعياري أكثر تعقيدًا ومكلفة من BMS المركزية بسبب المكونات الإضافية والأسلاك المطلوبة. كما يتطلب المزيد من الصيانة ويمكن أن يكون من الصعب استكشاف الأخطاء وإصلاحها في حالة الفشل. على الرغم من هذه العيوب ، فإن BMS المعياري هو خيار شائع ل EVs عالية الأداء والتطبيقات التي تكون فيها إدارة البطارية دقيقة أمرًا بالغ الأهمية.
BMS الموزعة
BMS الموزع هو نظام يتم فيها مراقبة كل خلية بطارية أو مجموعة من الخلايا وإدارتها بواسطة وحدة التحكم المستقلة الخاصة بها. ترتبط وحدات التحكم هذه بحافلة اتصال مركزية تتيح لها تبادل البيانات وتنسيق تشغيلها. يمكن أن تتضمن BMS الموزعة أيضًا مكونات إضافية مثل موازن الخلايا وأجهزة استشعار درجة الحرارة وأجهزة الاستشعار الحالية المدمجة في كل وحدة تحكم.
الميزة الرئيسية ل BMS الموزعة هي التكرار والتسامح مع الأخطاء. نظرًا لأن كل خلية أو مجموعة من الخلايا لها وحدة التحكم الخاصة بها ، فإن فشل وحدة واحدة لا يؤثر على حزمة البطارية بأكملها. يمكن أن يحسن هذا بشكل كبير من سلامة وموثوقية نظام البطارية ، وخاصة في تطبيقات الجهد العالي. يمكن أن توفر BMS الموزعة أيضًا بيانات أكثر دقة وفي الوقت الفعلي على حالة كل خلية أو مجموعة من الخلايا ، والتي يمكن أن تعزز الأداء الكلي وعمر حزمة البطارية.
ومع ذلك ، فإن BMS الموزعة هو النوع الأكثر تعقيدًا وباهظة الثمن من BMS بسبب العدد الكبير من المكونات والأسلاك المطلوبة. كما يتطلب المزيد من البرامج والخوارزميات المتقدمة لإدارة الاتصال والتنسيق بين وحدات التحكم. على الرغم من هذه التحديات ، أصبحت BMS الموزعة شائعة بشكل متزايد في صناعة EV ، خاصة بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب مستويات عالية من السلامة والموثوقية والأداء.
خاتمة
في الختام ، يعتمد اختيار نظام إدارة البطارية (BMS) على المتطلبات المحددة لتطبيق السيارة الكهربائية (EV). BMS المركزية بسيطة وفعالة من حيث التكلفة ، ولكن قد لا تكون مناسبة لحزم البطارية الكبيرة. يوفر Modular BMS قابلية التوسع والمرونة ، ولكنه أكثر تعقيدًا ومكلفة. يوفر BMS الموزعة التكرار والتسامح مع الأخطاء ، ولكنه النوع الأكثر تعقيدًا وأكل من BMS. كل نوع من أنواع BMS له مزاياه وعيوبه ، ويعتمد الخيار الأفضل على عوامل مثل حجم وقدرة حزمة البطارية ومتطلبات الأداء والسلامة في EV والميزانية والموارد المتاحة للمشروع.
نحن نستخدم ملفات تعريف الارتباط لتمكين جميع الوظائف للحصول على أفضل أداء أثناء زيارتك وتحسين خدماتنا من خلال منحنا نظرة ثاقبة حول كيفية استخدام موقع الويب. استمرار استخدام موقعنا على الويب دون تغيير إعدادات المتصفح الخاص بك يؤكد قبولك لملفات تعريف الارتباط هذه. للحصول على التفاصيل ، يرجى الاطلاع على سياسة الخصوصية الخاصة بنا.
