شركة إيشاين تك توسع حلول أنظمة إدارة البطاريات (BMS) لتطبيقات بطاريات الليثيوم

أصبحت أنظمة إدارة البطاريات مكونًا إلكترونيًا هامًا في حزم بطاريات الليثيوم الحديثة. فإلى جانب الحماية الأساسية، يحتاج نظام إدارة البطاريات إلى مراقبة حالة البطارية باستمرار، وإدارة عمليات الشحن والتفريغ، وتقدير حالة البطارية، وإرسال معلومات التشغيل إلى النظام الأوسع.

استجابةً لهذه المتطلبات، وسّعت شركة إيشاين تك نطاق منتجاتها بإضافة منصة نظام إدارة البطاريات لتطبيقات بطاريات الليثيوم. يُكمّل نظام إدارة البطاريات الجديد محفظة إيشاين تك الحالية من المكونات الإلكترونية ومنتجات الطاقة الجديدة، كما يُتيح للعملاء خيارًا إضافيًا لتطوير حزم البطاريات ودمج الأنظمة.

تم تصميم منصة إدارة البطارية (BMS) وفقًا لمتطلبات حزمة البطارية العملية، بما في ذلك تكوين الخلية، وتصنيف التيار، ومعلمات الحماية، وواجهات الاتصال، والتكامل الخاص بالتطبيقات.

يدعم حزم بطاريات الليثيوم LFP وNMC

تتطلب أنواع بطاريات الليثيوم المختلفة نطاقات جهد وعتبات حماية ومعايير إدارة متباينة. تدعم منصة إدارة البطارية الحالية كلاً من بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LiFePO4) وبطاريات NMC.

بالنسبة لحزم بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LFP)، تدعم المنصة من 5 إلى 24 خلية متصلة على التوالي ، بينما تدعم حزم بطاريات NMC من 5 إلى 20 خلية متصلة على التوالي . تشمل فئات التيار القياسية 60 أمبير و100 أمبير ، مما يوفر خيارات لتكوينات حزم البطاريات المختلفة.

تتيح هذه المجموعة تطبيق نظام إدارة البطارية (BMS) على تصميمات مختلفة لحزم البطاريات بدلاً من أن يقتصر على تكوين بطارية واحد.

بالنسبة لمتطلبات المشروع المحددة، يمكن تقييم عدد الخلايا، والتصنيف الحالي، وواجهة الاتصال، وغيرها من المعايير وفقًا لتصميم حزمة البطارية الفعلي.

مراقبة مستمرة للبطارية

توفر مراقبة البطارية الدقيقة البيانات اللازمة لكل من الحماية وإدارة حالة البطارية.

يقيس نظام إدارة المباني (BMS) باستمرار معايير التشغيل الرئيسية، بما في ذلك:

• جهد الخلية الفردية
• جهد البطارية
• تيار الشحن والتفريغ
• درجة حرارة MOS
• درجة حرارة NTC الخارجية

تتيح مراقبة هذه المعايير للنظام تحديد ظروف التشغيل غير الطبيعية وتوفير معلومات حالة البطارية للمركبة المتصلة أو وحدة التحكم أو الشاشة أو واجهة النظام الأخرى.

بالنسبة للتطبيقات التي تتضمن دورات شحن وتفريغ متكررة، تعتبر المراقبة المستمرة مهمة بشكل خاص لأن حالة البطارية يمكن أن تتغير بشكل كبير اعتمادًا على الحمل ودرجة الحرارة وحالة التشغيل.

حماية متعددة المستويات لتشغيل حزمة البطارية

تُعد حماية البطارية إحدى الوظائف الأساسية لنظام إدارة البطارية. وبدلاً من الاعتماد على عتبة حماية واحدة، تستخدم المنصة وظائف حماية متعددة للاستجابة لمختلف الظروف غير الطبيعية.

تدعم منصة إدارة المباني الحالية الحماية ضد:

• زيادة الجهد
• انخفاض الجهد
• زيادة التيار في الشحن
• تفريغ التيار الزائد
• دائرة قصر
• ظروف ارتفاع درجة الحرارة وانخفاضها
• فرق جهد الخلية المفرط
• فرق درجة الحرارة المفرط

يمكن أن تتضمن معايير الحماية منطق التأخير والاسترداد وفقًا لتكوين التطبيق.

يساعد هذا النهج نظام إدارة البطارية على الاستجابة للظروف الكهربائية والحرارية غير الطبيعية مع الحفاظ على التحكم التشغيلي المناسب أثناء الشحن والتفريغ العاديين.

مؤشرا SOC وSOH لتحسين رؤية حالة البطارية

لا يكفي جهد البطارية وحده لوصف حالة بطارية الليثيوم وصفاً كاملاً. ففي التطبيقات العملية للبطاريات، يحتاج مشغلو الأنظمة ووحدات التحكم في المركبات أيضاً إلى معلومات حول سعة البطارية المتبقية وحالتها.

تدعم منصة إدارة البطارية تقدير حالة الشحن (SOC) وحالة الصحة (SOH) . ويتم استخدام عدّ الكولوم مع تصحيح جهد الدائرة المفتوحة لتحسين تقدير حالة البطارية، كما يمكن تسجيل عدد دورات الشحن ومعلومات حالة التشغيل.

يمكن استخدام هذه المعلومات بواسطة الأنظمة المتصلة لعرض حالة البطارية، وإدارة الشحن والتفريغ، ودعم قرارات الصيانة، وتحسين رؤية ظروف تشغيل البطارية.

بالنسبة لتطبيقات الأساطيل والتنقل المشترك، يمكن أن تساهم معلومات حالة البطارية أيضًا في الصيانة وإدارة دورة حياة البطارية.

الموازنة السلبية لضمان اتساق الخلايا

يُعد اتساق الخلايا أحد الاعتبارات المهمة الأخرى في إدارة حزم بطاريات الليثيوم.

قد تزداد الفروقات بين الخلايا الفردية تدريجياً أثناء عمليات الشحن والتفريغ المتكررة. وإذا تجاوز فرق الجهد حداً معيناً، فقد تتأثر السعة القابلة للاستخدام وأداء البطارية بشكل عام.

يدعم نظام إدارة البطارية (BMS) موازنة سلبية قابلة للتكوين بناءً على عتبات جهد الخلية وفرق الجهد. ومن خلال إدارة اتساق الخلايا أثناء الشحن، يساعد نظام إدارة البطارية في الحفاظ على توازن أفضل لحزمة البطارية ودعم التشغيل المستقر خلال دورات متكررة.

يمكن تقييم معايير الموازنة وفقًا لتركيب البطارية وتكوين الحزمة بدلاً من تطبيق نفس الإعدادات على كل نظام بطارية.

الاتصالات وتكامل الأنظمة

لا يعمل نظام إدارة البطارية بشكل مستقل عن باقي أجزاء النظام الذي يعمل بالبطارية. في العديد من التطبيقات، يلزم تبادل معلومات البطارية مع وحدة تحكم المركبة، أو شاشة العرض، أو نظام الشحن، أو خزانة تبديل البطاريات، أو منصة إنترنت الأشياء.

تدعم منصة BMS تقنية Bluetooth و UART ، مع توفر خيارات CAN و RS485 و IoT والعرض والسلك الواحد وفقًا لمتطلبات المشروع.

تتيح هذه القدرة على الاتصال دمج معلومات البطارية مثل حالة الشحن والإنذارات وحالة التشغيل وظروف الشحن/التفريغ في نظام تحكم أكبر.

على سبيل المثال، في تطبيقات تبديل البطاريات، يمكن لنظام إدارة البطارية (BMS) توفير معلومات عن حالة البطارية والأعطال لدعم تحديد البطارية وتنسيق الشحن وتتبع الأحداث من خلال خزانة التبديل أو نظام إنترنت الأشياء المتصل.

تطبيقات أنظمة إدارة البطاريات في مجال التنقل الكهربائي

تُعد منصة إدارة البطاريات الحالية مناسبة بشكل خاص لحزم بطاريات الليثيوم المستخدمة في تطبيقات التنقل الكهربائي الخفيف وتطبيقات الطاقة ذات الجهد المنخفض.

تشمل التطبيقات النموذجية ما يلي:

تبديل بطاريات الدراجات النارية والتنقل الكهربائي

تتطلب الدراجات الكهربائية والدراجات البخارية الكهربائية والدراجات النارية الكهربائية بطاريات صغيرة الحجم مزودة بحماية موثوقة، وتقارير حالة، وإمكانية اتصال. تدعم وظائف نظام إدارة البطارية (BMS) تحديد البطارية، وإدارة الشحن، ومراقبة الأعطال، والتواصل مع أنظمة تبديل البطاريات.

الدراجات الكهربائية ثلاثية العجلات

تتعرض الدراجات الكهربائية ثلاثية العجلات لنقل البضائع والتوصيل والمركبات متعددة الاستخدامات لعمليات تشغيل متكررة، وتغييرات في الحمولة، ومنحدرات، وبيئات تشغيل قاسية. لذا، تُعد وظائف الحماية من التيار الزائد ودرجة الحرارة، وتسجيل الأحداث، والاتصال، من الاعتبارات المهمة لهذه البطاريات.

المركبات الكهربائية منخفضة السرعة

قد تتطلب عربات الغولف، والمركبات متعددة الاستخدامات، والمركبات السياحية، ومركبات الدوريات، وغيرها من المنصات الكهربائية منخفضة السرعة، اتصالاً بين البطارية وشاشة العرض ووحدة التحكم بالمركبة. ويمكن تهيئة بروتوكولي CAN أو RS485 وفقًا لبنية النظام لتوفير معلومات حالة البطارية ومعلومات الإنذار.

تشترك هذه التطبيقات في متطلب مشترك: يجب اختيار نظام إدارة البطارية وفقًا لحزمة البطارية الفعلية بدلاً من التعامل معه كلوحة إلكترونية تناسب جميع الأحجام.

اختيار نظام إدارة البطارية (BMS) وفقًا لحزمة البطارية

ينبغي أن يبدأ اختيار نظام إدارة البطارية (BMS) بمتطلبات البطارية والتطبيق.

تشمل العوامل المهمة ما يلي:

• كيمياء البطاريات
• عدد خلايا السلسلة
• التيار المستمر والتيار الذروي
• متطلبات الشحن والتفريغ
• متطلبات مراقبة درجة الحرارة
• واجهة الاتصال
• تكوين الموصلات والأسلاك
• الأبعاد الميكانيكية
• معايير الحماية
• بيئة التطبيق

قد يتطلب نظام إدارة البطارية (BMS) ذو التصنيف الكهربائي الصحيح مزيدًا من التقييم إذا لم يتطابق بروتوكول الاتصال الخاص به أو هيكله الميكانيكي أو الأسلاك أو إعدادات الحماية مع نظام البطارية بالكامل.

لهذا السبب، تقوم شركة Eshine Tech بتقييم متطلبات نظام إدارة المباني على أساس المشروع ويمكنها التوصية بتكوين مناسب لتقييم العينة.

من اختيار نظام إدارة المباني إلى دعم المشروع

غالباً ما تتطلب مشاريع أنظمة إدارة البطاريات أكثر من مجرد توريد المنتج. يجب مراجعة معايير البطارية، والمتطلبات الكهربائية، وواجهات الاتصال، وظروف التطبيق قبل تأكيد التكوين المناسب.

تدعم شركة إيشاين تك مشاريع أنظمة إدارة المباني من خلال عملية منظمة:

تأكيد المتطلبات ← اختيار نظام إدارة المباني ← المراجعة الفنية وتقديم عرض الأسعار ← الموافقة على العينة ← الإنتاج والتسليم بكميات كبيرة

خلال مرحلة التقييم، يمكن للعملاء تقديم متطلباتهم المتعلقة بالبطاريات والتطبيقات لمراجعتها. بعد ذلك، يمكن التوصية بتكوين نظام إدارة البطارية المناسب بناءً على التركيب الكيميائي للبطارية، وعدد الخلايا، ومتطلبات التيار، وواجهة الاتصال، وغيرها من ظروف النظام.

يساعد هذا النهج الموجه نحو المشروع العملاء على تقييم نظام إدارة البطارية (BMS) مقابل حزمة البطارية الفعلية قبل الانتقال إلى مرحلة الإنتاج.

بناء محفظة منتجات إلكترونية أكثر شمولاً للبطاريات

إن إضافة حلول إدارة البطاريات (BMS) توسع قدرات شركة Eshine Tech في مجال الإلكترونيات المتعلقة بالبطاريات وتعزز دعمها لتطبيقات الطاقة الجديدة والتنقل الكهربائي.

بدءًا من إدارة البطارية ومراقبتها وصولاً إلى المكونات الإلكترونية الأخرى المستخدمة في الأنظمة التي تعمل بالبطاريات، تحتاج الأجزاء المختلفة من البنية الكهربائية إلى العمل معًا لتحقيق تشغيل موثوق.

بفضل منصة إدارة البطاريات الخاصة بها التي تدعم حزم بطاريات LFP وNMC، وتكوينات الخلايا المتعددة، ووظائف الحماية، وتقدير حالة البطارية، وخيارات الموازنة والاتصال، يمكن لشركة Eshine Tech دعم العملاء الذين يبحثون عن تكوين مناسب لنظام إدارة البطاريات لمشاريع بطاريات الليثيوم الخاصة بهم.

بالنسبة للعملاء الذين يقومون بتطوير الدراجات الكهربائية، والدراجات النارية الكهربائية، والمركبات ثلاثية العجلات، والمركبات الكهربائية منخفضة السرعة، وأنظمة تبديل البطاريات أو تطبيقات بطاريات الليثيوم الأخرى، يمكن لشركة Eshine Tech مراجعة متطلبات البطارية والنظام والتوصية بحل مناسب لنظام إدارة البطارية (BMS) للتقييم.