الهيكل الأساسي ومبدأ العمل لنظام إدارة المباني لمركبات الطاقة الجديدة

لا يوجد تعريف صارم لنظام إدارة البطارية (BMS). يمكننا أن نفهم ذلك على النحو التالي: نظام إدارة البطارية هو جهاز يستخدم لمراقبة مجموعة بطارية الطاقة وإدارتها بشكل فعال، والحفاظ على التشغيل العادي لنظام إمداد الطاقة وإطالة عمر البطارية. ومن المعروف باسم مربية البطارية أو مدير البطارية. يمكنه مراقبة حالة تشغيل البطارية (جهد البطارية، والتيار، ودرجة الحرارة)، والتنبؤ بسعة البطارية (SOC) ونطاق القيادة المتبقي المقابل، وإدارة البطارية لتجنب -التفريغ الزائد، والشحن الزائد، والسخونة الزائدة، وعدم توازن الجهد الخطير بين الخلايا الفردية، مما يزيد من الاستفادة من سعة تخزين البطارية وعمر الدورة.

تصنيف:

يمكن تصنيف أنظمة إدارة البطارية إلى أنظمة موزعة، وأنظمة مركزية، وأنظمة متكاملة بناءً على هيكلها.

1. النظام الموزع

التعريف الأساسي:

يتميز نظام إدارة المباني الموزع، المعروف أيضًا باسم نظام إدارة المباني المعياري، بـ "الوظائف اللامركزية والإدارة المركزية". يقوم بتوزيع الحصول على بيانات البطارية وبعض وظائف المعالجة إلى عدة وحدات تحكم تابعة مستقلة داخل وحدة البطارية أو حزمة البطارية، بينما تكون وحدة التحكم الرئيسية مسؤولة عن الخوارزميات المتقدمة واتصالات السيارة.

تحليل الخصائص المهنية:

المزايا:

• قابلية التوسع والنمطية العالية: من خلال إضافة أو إزالة وحدات التحكم التابعة، يمكن التكيف بسهولة مع الأنظمة الأساسية ذات مستويات الطاقة والجهد المختلفة، مما يسهل التصميم المستند إلى النظام الأساسي-.
• أسلاك بسيطة وموثوقية عالية: إن مجموعة أدوات أخذ العينات لكل وحدة قصيرة جدًا وأنيقة، مما يقلل من خطر التداخل من إرسال الإشارات التناظرية لمسافات طويلة -ويحسن دقة القياس والتوافق الكهرومغناطيسي للنظام.
• أمان عالي: يتم تشتيت نقاط أخذ العينات ذات الجهد العالي-، مما يقلل من خطر تسرب الجهد العالي- إلى أنظمة الجهد المنخفض-. يمكن وضع وحدة التحكم الرئيسية بعيدًا عن منطقة الجهد العالي-.

العيوب:

• تعقيد النظام العالي: يتطلب تطوير وإدارة وحدتين من الأجهزة (الرئيسية والتابعة) وبروتوكولات الاتصال المعقدة.
• تكلفة عالية نسبيًا: قد تكون تكلفة الأجهزة الإجمالية لوحدات التحكم التابعة المتعددة أعلى.
• التطبيقات النموذجية: السيارات الكهربائية، وأنظمة تخزين الطاقة-الواسعة النطاق، والروبوتات، والسيناريوهات الأخرى التي تتطلب وحدات نمطية عالية، وقابلية للتوسع، والسلامة، والدقة.

2. النظام المركزي

التعريف الأساسي:

يعتمد نظام إدارة المباني المركزي على بنية "الاستحواذ المتكامل والمعالجة المركزية". تم دمج جميع الوظائف في وحدة تحكم مركزية واحدة، ويتم توصيل جميع إشارات الجهد ودرجة الحرارة لخلية البطارية مباشرة بمنافذ الاستحواذ على وحدة التحكم المركزية عبر أسلاك طويلة.

تحليل الخصائص المهنية:

المزايا:

• بنية بسيطة، وتكلفة منخفضة: وحدة تحكم واحدة، ولا يوجد بروتوكول اتصال رئيسي-تابع، وتطوير برامج بسيط نسبيًا، وأقل تكلفة إجمالية في الأنظمة ذات السعة- الصغيرة.
• المعالجة المباشرة للبيانات: تتم معالجة جميع البيانات داخل شريحة واحدة، مما يلغي الحاجة إلى مزامنة العقد المتقاطعة وتأخير النقل.

العيوب:

• ضعف قابلية التوسع: منافذ الإدخال/الإخراج الخاصة بوحدة التحكم ثابتة، مما يجعل من الصعب التكيف مع الأنظمة ذات أعداد مختلفة من البطاريات.
• مخاطر موثوقية عالية: تكون أدوات أخذ العينات عن بعد -عرضة للتداخل، مما يؤدي إلى انخفاض دقة القياس؛ تؤدي الأحزمة العديدة والطويلة إلى ارتفاع معدل فشل الموصل.
• تخطيط غير مرن: يجب أن تكون وحدة التحكم المركزية قريبة من حزمة البطارية، وأن يكون تخطيط مجموعة الأسلاك ثابتًا، وهو ما لا يفضي إلى التصميم العام للمركبة.
• مخاطر السلامة: تتركز جميع نقاط أخذ العينات ذات الجهد العالي- في مكان واحد، مما يشكل خطر فشل نقطة واحدة- مما يؤدي إلى فشل النظام بأكمله.

التطبيقات النموذجية: المركبات الكهربائية-ذات السرعة المنخفضة، والأدوات الكهربائية، وخزائن تخزين الطاقة ذات السعة الصغيرة-، والأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية ذات متطلبات صارمة للغاية من حيث التكلفة والمساحة.

3. النظام المتكامل

التعريف الأساسي:

إن نظام إدارة المباني المتكامل هو نتاج التكامل العميق للمكونات الكهربائية والميكانيكية، ويجسد "تكامل الأجهزة والبرامج، ودرجة عالية من التكامل". فهو يدمج وظائف الأجهزة الأساسية لنظام إدارة المباني (مثل AFE وMCU) مباشرة في لوحة التحكم والحماية لحزمة البطارية، وأحيانًا يتكامل فعليًا مع المكونات الأخرى داخل حزمة البطارية (مثل-أجهزة فصل الجهد العالي وأجهزة الاستشعار الحالية).

تحليل الخصائص المهنية:

المزايا:

• حجم صغير، واستخدام كبير للمساحة: مناسب جدًا للتطبيقات ذات المساحة المحدودة-.
• تحسين التكلفة وسلسلة التوريد: تقليل المواد مثل الأغلفة والموصلات، وتبسيط الإنتاج والتجميع.
• استهداف أداء قوي: تصميم محسّن لحزم بطاريات محددة، لتحقيق الأداء الأمثل.

العيوب:

• لا توجد قابلية للتوسع تقريبًا: فهي مدمجة بعمق مع حزمة البطارية، ولا يمكن استخدامها لأنظمة البطاريات ذات المواصفات الأخرى.
• صعوبة الصيانة والاستبدال: في حالة العطل، عادةً ما يتطلب الأمر استبدال لوحة التحكم بأكملها أو حتى وحدة البطارية بأكملها.
• تحديات تبديد الحرارة وعزلها:{0}يجلب التكامل عالي الكثافة تحديات في تصميم تبديد الحرارة، ومتطلبات أعلى لتصميم عزل دوائر الجهد العالي والمنخفض.

تشمل التطبيقات النموذجية: الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية، والمركبات الكهربائية ذات العجلتين-، ومنتجات تخزين الطاقة المنزلية المدمجة، وحزم البطاريات لبعض مركبات PHEV/HEV التي تعطي الأولوية لأقصى استفادة من المساحة.

يتكون نظام إدارة البطارية بشكل أساسي من الأجزاء التالية: وحدة المعالجة المركزية (وتسمى أيضًا وحدة التحكم الرئيسية أو ECU)، ووحدة الحصول على البيانات (وحدة الاستحواذ BMU)، ووحدة الموازنة، ووحدة العرض، ومكونات التحكم (المرحلات، والصمامات)، ومكونات الكشف (كشف التسرب، وأجهزة الاستشعار الحالية، وأجهزة استشعار درجة الحرارة، وما إلى ذلك).

تتكون وحدة المعالجة المركزية من لوحة تحكم رئيسية ودائرة تحكم -عالية الجهد؛ تتكون وحدة الحصول على البيانات من وحدة الحصول على درجة الحرارة ووحدة الحصول على الجهد. في معظم التطبيقات، يتم دمج وحدة الموازنة ووحدة الكشف معًا؛ تتكون وحدة العرض من لوحة عرض وشاشة LCD ولوحة مفاتيح وكمبيوتر مضيف. تُستخدم تقنية CAN fieldbus بشكل عام لتحقيق اتصالات المعلومات بين هذه المكونات ومع نظام الطاقة المتعدد- الخاص بالمركبة.

في نظام إدارة البطارية لبطارية ليثيوم-أيون من شركة مصنعة لمركبات الطاقة الجديدة، يعتمد النظام بنية فرعية رئيسية-. يمكن لوحدة التحكم الرئيسية BMS التحكم في ما يصل إلى 256 وحدة استحواذ، ويمكن لكل وحدة استحواذ جمع ومعالجة ما يصل إلى 16 قناة جهد و8 قنوات درجة حرارة. ويمكنه إجراء مراقبة في الوقت الفعلي-لحالة شحن البطارية وتفريغها، ومعالجة البيانات، وتقدير SOC، وتقدير نطاق القيادة، والتحكم في الشحن والتفريغ، ووظائف أخرى.

يمكن تلخيص مبدأ العمل الرئيسي لنظام إدارة المباني ببساطة على النحو التالي: بعد أن تقوم دائرة الحصول على البيانات بجمع معلومات حالة البطارية، تقوم وحدة التحكم الإلكترونية بمعالجة البيانات وتحليلها، ثم تصدر أوامر التحكم إلى الوحدات الوظيفية ذات الصلة داخل النظام بناءً على نتائج التحليل، وتنقل المعلومات إلى العالم الخارجي.

آسي-BP24-300A400Aآلة اختبار bmsدرجة عالية من الأتمتة وسرعة الاختبار السريعة ودقة الاختبار العالية. مع وظيفة اختبار الحماية من الشحن الزائد، واسترداد الشحن الزائد، وحماية التفريغ الزائد، واسترداد التفريغ الزائد، وحماية التيار الزائد (تيار الشحن الزائد وتيار التفريغ الزائد)، والمقاومة الداخلية، والاستهلاك الذاتي-، وحماية الدائرة القصيرة، ووقت حماية الشحن الزائد، ووقت حماية التيار الزائد، ووقت حماية التفريغ الزائد، وتيار التوازن، وتوازن الجهد وما إلى ذلك.

يعد استخدام البطاريات في أنظمة طاقة السيارات عملية معقدة. يجب أن تعمل البطاريات على تحسين السلامة وكثافة الطاقة وكثافة الطاقة وتقليل معدل التفريغ الذاتي-والتكلفة. بالإضافة إلى ذلك، يجب أخذ العديد من المشكلات الخاصة المتعلقة باستخدامها في المركبات في الاعتبار، مثل تناسق البطارية، والتوصيلات-بين البطاريات، والحماية من التسرب، وأمان-الجهد العالي، والتهوية وتبديد الحرارة، ومقاومة الماء والغبار لحزمة البطارية، وقابلية صيانة النظام. فقط من خلال حل هذه المشاكل يمكن استخدام بطاريات الطاقة على نطاق واسع في السيارات الكهربائية.

آسي ذكيمتخصصة في تقديم حلول متكاملة لخطوط التجميع شبه الأوتوماتيكية والآلية بالكامل المخصصة لحزم بطاريات الليثيوم أيون المستخدمة في أنظمة تخزين الطاقة (ESS)، والمركبات الجوية بدون طيار (UAVs)، والدراجات الكهربائية، والدراجات البخارية الكهربائية، والأدوات الكهربائية، والمركبات ذات العجلتين والثلاث عجلات، والتطبيقات ذات الصلة. بالإضافة إلى ذلك، نحن نوفر مجموعة كاملة من معدات تجميع حزم البطاريات، بما في ذلك آلات تصنيف الخلايا، وآلات فرز البطاريات، وآلة لصق الورق العازل، واختبار CCD، وأجهزة لحام نقطة البطارية اليدوية/الأوتوماتيكية، واختبارات BMS، واختبار البطارية الشامل، وأنظمة اختبار حزمة البطارية.

اتصل الآن