شرح نظام إدارة BMS: كيف يعمل ولماذا يهم الأجهزة الحديثة لم يكن تخزين الطاقة واستهلاكها أكثر أهمية من أي وقت مضى في عالم T سريع الخطى والمتقدم تقنيا ... - تطبيق BMS-ES
الرئيسية عنّا الأحداث والأخبار شرح نظام إدارة BMS: كيف يعمل ولماذا يهم الأجهزة الحديثة
لم يكن تخزين الطاقة واستهلاكها أكثر أهمية من أي وقت مضى في عالم اليوم سريع الخطى والمتقدم تقنيا.
تعد الإدارة الفعالة للطاقة ضرورية للموثوقية والأمان والعمر الافتراضي في مجموعة متنوعة من التطبيقات ، بما في ذلك أنظمة تخزين الطاقة واسعة النطاق والأجهزة المحمولة والمركبات الكهربائية (EVs).
ويقع نظام إدارة نظام إدارة إدارة نظام إدارة المباني ، وهو مكون تكنولوجي معقد ، في صميم هذا الإجراء.
نظام إدارة BMS ، أو نظام إدارة البطارية ، هو تقنية تراقب وتدير أداء البطاريات القابلة لإعادة الشحن.
من أجل زيادة كفاءة الطاقة إلى أقصى حد ، وإطالة عمر البطارية ، وضمان سلامة البطارية ، فمن الضروري ذلك.
قد تتعرض حزم البطاريات لعدم التوازن وفقدان السعة والهروب الحراري في حالة عدم وجود نظام إدارة BMS.
في الأسواق الدولية الكبرى مثل الولايات المتحدة واليابان وألمانيا - وكلها رائدة في أبحاث البطاريات والتكنولوجيا الخضراء - زادت أهمية هذه الأنظمة بشكل كبير.
إن معرفة هيكل نظام إدارة BMS يجعل من السهل معرفة مدى أهميته.
عادة ، يتكون النظام من:
3C013A5C9365E05DBAE502E63B16A0d5
1. وحدة مراقبة البطارية (BMU)
BMU مسؤولة عن تتبع البيانات من كل خلية.
يجمع معلومات عن الجهد ودرجة الحرارة والتيار للكشف عن الحالات الشاذة أو المخالفات.
2. دائرة موازنة الخلايا
بمرور الوقت ، قد تصبح خلايا حزمة البطارية غير متوازنة.
من خلال إعادة توزيع الشحنة بين الخلايا ، تزيد دائرة موازنة الخلايا من الكفاءة الإجمالية وتطيل طول العمر.
3. متحكم / معالج
عقل نظام إدارة BMS ، يعالج البيانات ويتخذ قرارات في الوقت الفعلي بشأن الحماية والتحكم والتواصل.
4. واجهة الاتصال
ينقل نظام إدارة BMS معلومات حالة البطارية الحيوية إلى الجهاز المضيف أو السيارة عبر CANBUS أو SMBUS أو Bluetooth.
5. دوائر الحماية
تمنع هذه الوظيفة درجات الحرارة القصوى ، وقصر الدائرة ، والجهد الزائد ، والجهد المنخفض ، والتيار الزائد.
تعمل هذه العناصر في انسجام تام بفضل الخوارزميات المتطورة ومعالجة البيانات في الوقت الفعلي.
نظام إدارة BMS هو نظام إلكتروني متكامل مصمم لمراقبة البطاريات القابلة لإعادة الشحن والتحكم فيها وحمايتها.
يقيس نقاط البيانات الهامة مثل الجهد والتيار ودرجة الحرارة وحالة الشحن (SOC) ، باستخدام هذه المعلومات لتنظيم عمليات الشحن والتفريغ.
كما أنه يوازن الخلايا ويكتشف الأعطال ويضمن عمل البطاريات ضمن معايير آمنة.
تشمل الوظائف الأساسية لنظام إدارة إدارة إدارة المباني ما يلي:
1. المراقبة والحصول على البيانات
يتحقق نظام إدارة المباني بانتظام من المعلمات المهمة للبطارية ، بما في ذلك:
ضغط:يتم قياس جهد كل خلية بالإضافة إلى الجهد الكلي لحزمة البطارية بدقة.
يعتمد تحديد حالة الشحن (SOC) واكتشاف المشكلات المحتملة مثل الشحن الزائد أو التفريغ الزائد على مستويات الجهد.
حالييتتبع نظام إدارة المباني التيار المتدفق داخل البطارية وخارجها، مما يساعد في حساب حالة الشحن (SOC)، واكتشاف الدوائر القصيرة المحتملة، وضمان دورات الشحن/التفريغ المناسبة.:
درجة الحرارةتتم مراقبة درجة حرارة البطارية عن كثب لأن الحرارة الزائدة يمكن أن تلحق الضرر بخلايا البطارية، بينما يمكن أن تقلل درجات الحرارة المنخفضة من أداء البطارية.:
يقوم نظام إدارة المباني بضبط معدلات الشحن والتفريغ للحفاظ على ظروف درجة الحرارة المثلى.
من أجل تسهيل المراقبة في الوقت الفعلي وتحليل البيانات ، يتم تسجيل هذه المقاييس باستمرار.
للتأكد من أن البطارية تعمل ضمن حدود آمنة وفعالة ، فإن هذه المراقبة أمر بالغ الأهمية.
2. حالة التهمة (شركه نفط الجنوب) التقدير
يعرف مستوى الشحن الحالي للبطارية معبرا عنه كنسبة مئوية من سعتها القصوى باسم حالة الشحن (SOC).
من خلال مراقبة الجهد والتيار واستخدام الخوارزميات لتحديد توافر طاقة البطارية في أي لحظة ، يحدد BMS حالة الشحن (SOC).
العوامل التالية تجعل تقدير SOC أمرا بالغ الأهمية:
إدارة الطاقةيساعد النظام في تحديد وقت شحن البطارية أو تفريغها ويحمي من الشحن الزائد أو الإفراط في الشحن ، مما قد يتسبب في تعطل البطارية أو أدائها بشكل أسوأ.:
صحة البطارية:يعمل نظام إدارة المباني على إطالة دورة حياة البطارية من خلال التأكد من بقائها ضمن نطاق الشحن المثالي.
3. تقدير الحالة الصحية (SOH)
تعرف الحالة العامة للبطارية مقارنة بحالتها المثالية الجديدة تماما باسم حالة الصحة (SOH).
لتحديد مدى انخفاض سعة البطارية بمرور الوقت ، يعد تقدير SOH ضروريا.
يقيس BMS عددا من المؤشرات لتحديد SOH:
فقدان السعة:تفقد البطاريات سعتها تدريجيا مع تقدمها في العمر.
من خلال تتبع قدرة البطارية على الاحتفاظ بالشحن بمرور الوقت ، يراقب BMS هذا التدهور.
المقاومة الداخليةتزداد المقاومة الداخلية للبطارية مع تقدمها في العمر ، مما قد يؤثر على كفاءتها.:
يراقب BMS هذا لقياس صحة البطارية.
عدد الدورات:مقياس آخر ل SOH هو كمية دورات الشحن والتفريغ التي مرت بها البطارية.
عادة ما يزداد التدهور مع عدد الدورات.
4. حماية البطارية
تعد حماية البطارية من المواقف التي يمكن أن تضر بها أو تعرض السلامة للخطر واحدة من أهم واجبات BMS.
تتكون التدابير الوقائية الهامة من:
حماية الشحن الزائد:قد تنجم مخاطر الهروب الحراري أو الحريق عن شحن البطارية فوق أقصى جهد لها ، وهو ما يمنعه BMS.
حماية التفريغ الزائد:يمنع BMS البطارية من التفريغ أقل من عتبة جهد محددة ، مما قد يضر بالخلايا بشكل لا رجعة فيه.
حماية التيار الزائديراقب نظام إدارة المباني التدفق الحالي ويمكنه إيقاف تشغيل النظام إذا تجاوز التيار المستويات الآمنة، مما يمنع ارتفاع درجة الحرارة أو قصر الدوائر.:
الحماية الحرارية:لمنع ارتفاع درجة حرارة البطارية والهروب الحراري المحتمل ، سيتوقف نظام إدارة المباني عن الشحن أو التفريغ إذا ارتفعت درجة الحرارة عن الحدود المقبولة.
5. موازنة الخلايا
أحد المكونات الحاسمة لإدارة البطارية هو موازنة الخلايا ، وهو التأكد من أن كل خلية في حزمة البطارية تعمل بنفس الجهد.
يمكن أن تتسبب الخلايا غير المتوازنة في زيادة شحن بعضها بينما يظل البعض الآخر غير مشحون ، مما يقلل من الأداء العام للبطارية.
هناك طريقتان أساسيتان لموازنة الخلايا:
الموازنة السلبيةينطوي على تبديد الطاقة الزائدة من الخلايا ذات مستويات الشحن الأعلى كحرارة من خلال المقاومات.:
هذه طريقة أقل كفاءة في استخدام الطاقة ولكنها أبسط وأرخص في التنفيذ.
التوازن النشط:هذه التقنية أكثر كفاءة في استخدام الطاقة ولكنها أيضا أكثر تعقيدا وتكلفة لأنها تنقل الطاقة الإضافية من الخلايا ذات الشحنة العالية إلى الخلايا الأقل شحنة.
6. إدارة الشحن والتفريغ
من بين الأدوار الحاسمة التي يؤديها BMS في التحكم في شحن البطارية وتفريغها ما يلي:
التحكم في الشحنينظم نظام إدارة المباني عملية الشحن لضمان شحن البطارية ضمن المعلمات الآمنة.:
يمكنه ضبط تيار الشحن والجهد وحتى طريقة الشحن (على سبيل المثال ، التيار المستمر مقابل الجهد الثابت).
التحكم في التفريغ:على نفس المنوال ، يتحكم نظام إدارة المباني في معدل تفريغ البطارية لمنع الاستهلاك المفرط للتيار ، مما قد يقصر من عمر البطارية أو يتسبب في تلفه.
موازنة دورات الشحن / التفريغ:من خلال ضمان شحن كل خلية في حزمة البطارية وتفريغها بشكل موحد ، يزيد BMS من عمر البطارية وكفاءتها.
7. التواصل وتبادل البيانات
يتصل نظام إدارة المباني بالأجهزة والأنظمة الأخرى لتوفير المعلومات الحيوية وتلقي الأوامر.
يتم دمجه عادة مع مكونات النظام الأخرى عبر بروتوكولات الاتصال مثل:
حافلة CAN(شبكة منطقة التحكم): بروتوكول شائع للاتصال في الوقت الفعلي بين BMS والأنظمة الأخرى في البيئات الصناعية والسيارات.
SMBus(ناقل إدارة النظام): يستخدم في تطبيقات الكمبيوتر والإلكترونيات الاستهلاكية لتسهيل الاتصال بين وحدة المعالجة المركزية المضيفة و BMS.
بلوتوث وواي فاي:يسمح بالتحكم والمراقبة عن بعد ، مما يجعل النظام متاحا من خلال الأنظمة الأساسية السحابية أو تطبيقات الأجهزة المحمولة.
أصبحت المراقبة في الوقت الفعلي لصحة البطارية وأدائها والظروف المحيطة ممكنة من خلال نظام الاتصال ، مما يساعد أيضا على تحسين استخدام الطاقة وعمر البطارية من خلال تقديم ملاحظات ثاقبة.
8. إدارة دورة حياة البطارية
بالإضافة إلى مراقبة البطارية وحمايتها أثناء استخدامها ، يتتبع نظام إدارة المباني أيضا دورة حياة البطارية ، والتي تشمل:
عدد الدوراتعدد دورات الشحن / التفريغ التي مرت بها البطارية.:
تساهم كل دورة في تآكل البطارية ، مما يؤثر على سعتها وكفاءتها.
إدارة نهاية العمر الافتراضي:سيساعد نظام إدارة المباني في تحديد متى تقترب البطارية من نهاية عمرها الافتراضي القابل للاستخدام وتحتاج إلى استبدالها مع تقدمها في العمر.
تسهل هذه المعلومات إعادة تدوير البطاريات أو التخلص منها بشكل صحيح وتساعد على تجنب الأعطال غير المخطط لها.
يضمن نظام إدارة BMS أداء السيارة وسلامتها في أسواق مثل الولايات المتحدة ، حيث يتزايد اعتماد المركبات الكهربائية.
في اليابان ، المعروفة بإلكترونياتها المتطورة ، يعد BMS أمرا بالغ الأهمية لإطالة عمر الأجهزة الصغيرة التي تعمل بالبطاريات.
تستخدم ألمانيا ، الشركة الرائدة في مجال الطاقة المتجددة والكفاءة الصناعية ، أنظمة BMS لأتمتة المصانع ووحدات تخزين الطاقة الشمسية.
المنطق التشغيلي لنظام إدارة BMS معقد وأنيق.
تبدأ العملية بالحصول على البيانات في الوقت الفعلي:
الحصول على البياناتتجمع مستشعرات الجهد والتيار ودرجة الحرارة المعلومات باستمرار.:
تقدير الحالةباستخدام خوارزميات معقدة ، يحسب نظام إدارة المباني SOC وحالة الصحة (SOH) وحالة الطاقة (SOP).:
آليات الحمايةإذا تجاوزت أي معلمة الحدود الآمنة، يقوم النظام بتشغيل بروتوكولات الأمان.:
موازنهيضمن مستويات شحن موحدة عبر جميع الخلايا ، مما يقلل من مخاطر التدهور.:
انتقالينقل النظام حالة البطارية والتحذيرات والتشخيصات إلى وحدة التحكم الخارجية.:
تضمن هذه العملية متعددة الخطوات استخداما آمنا ومحسنا للبطاريات ، مما يعزز موثوقية وكفاءة الأجهزة التي تتراوح من الهواتف الذكية إلى مزارع الطاقة الشمسية.
السيارات الكهربائية (EVs)
يسلط ظهور شركات مثل Tesla في الولايات المتحدة الضوء على ضرورة وجود نظام إدارة قوي لإدارة BMS.
يساعد السيارات على الوصول إلى أقصى مدى وأداء من خلال مراقبة وحدات البطارية وتحسين دورات الشحن.
تخزين الطاقة المتجددة
في ألمانيا ، تعتمد مزارع الطاقة الشمسية وطاقة الرياح بشكل كبير على أنظمة إدارة BMS لتخزين الطاقة بكفاءة.
تلعب هذه الأنظمة دورا حيويا في إدارة طاقة الشبكة ، وحلاقة الذروة ، وحلول الطاقة الاحتياطية.
الإلكترونيات الاستهلاكية
جعل عدد سكان الحضر الكثيف في اليابان والثقافة البارعة في التكنولوجيا نظام إدارة BMS معيارا في أجهزة مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف الذكية ومحطات الطاقة المحمولة.
الأجهزة الطبية والتطبيقات الصناعية
على الصعيد العالمي ، تتطلب المعدات الحيوية مثل أجهزة التنفس الصناعي وأجهزة تنظيم ضربات القلب والطائرات بدون طيار والأنظمة الروبوتية مصادر طاقة دقيقة وموثوقة.
يضمن نظام إدارة BMS تشغيل هذه الأدوات بأمان.
لماذا يكتسب نظام إدارة BMS الكثير من الزخم؟
أمانيمنع أعطال البطارية والحوادث:
كفاءةيعزز دورات الشحن / التفريغ:
نساءيطيل العمر الإجمالي للبطارية:
المراقبة في الوقت الحقيقييتتبع مقاييس الأداء:
الفعالية من حيث التكلفةيقلل من تكاليف التشغيل من خلال الاستخدام الأمثل:
من الضروري الآن للشركات التي تتحول إلى الطاقة المستدامة ، لا سيما في ألمانيا واليابان ، أن يكون لديها نظام إدارة BMS.
يجب مراعاة ما يلي قبل اختيار نظام إدارة إدارة المدارس:
تصنيف الجهد والتياريجب أن تتماشى مع سعة البطارية:
بروتوكولات الاتصالالتوافق مع بنية نظامك:
ميزات الحمايةابحث عن بروتوكولات أمان متعددة الطبقات:
قابلية التوسعالقدرة على التكيف مع احتياجات الطاقة المستقبلية:
هذا هو المكان الذي تظهر فيه شركات مثل شركة آيا للتكنولوجيا المحدودة.
آية للتكنولوجيا هي شركة رائدة في تطوير وتصنيع أنظمة إدارة BMS المتطورة مع أكثر من 18 عاما من الخبرة.
يستوعب خط إنتاج الشركة تيارات التشغيل التي تتراوح من 1A إلى 320A وطبولوجيا البطارية التي تتراوح من 1S إلى 35S.
توفر آية حلول BMS مخصصة تلبي المعايير الدولية ، سواء كنت تقوم بتطوير نظام تخزين شمسي أو حزمة بطارية EV أو جهاز طبي.
تشمل النقاط البارزة ما يلي:
اتصالات CANBUS و SMBUS و Bluetooth
موازنة الخلايا السلبية والنشطة
حماية واختبار من الدرجة الصناعية
التطبيقات عبر المركبات الكهربائية والروبوتات وتخزين الطاقة والطائرات بدون طيار والمزيد
يغطي الوجود العالمي لشركة آية للتكنولوجيا الولايات المتحدة واليابان وألمانيا ، مما يوفر دعما محليا وتدماجا سريعا.
لضمان طول عمر نظام إدارة BMS الخاص بك:
تحديثات البرامج الثابتة المنتظمةحافظ على تحديث البرامج:
الفحص البصريتحقق من علامات التآكل أو التلف:
معايرة النظامإعادة معايرة المستشعرات بشكل دوري:
مراجعة البياناتتحليل السجلات لاتجاهات الأداء:
مع تطور مشهد الطاقة ، يصبح دور نظام إدارة BMS أكثر مركزية.
إنه الوصي الرقمي لكل نظام طاقة قابل لإعادة الشحن ، مما يضمن الأداء الأمثل والسلامة والمتانة.
سواء كنت في وادي السيليكون أو طوكيو أو برلين ، فإن اعتماد نظام إدارة BMS موثوق به مثل تلك التي تقدمها شركة Shenzhen Ayaa Technology Co.، Ltd. سيضع عملك لتحقيق النجاح على المدى الطويل في العصر الجديد من ابتكار الطاقة.
احتضن الطاقة الذكية. اختر آية.
Contact Us
سهم
