كيف يعمل نظام إدارة المباني على زيادة عمر البطارية والأداء？

كيف يعمل نظام إدارة المباني على زيادة عمر البطارية والأداء？

تتضمن مهام نظام إدارة المباني التحكم في الجهد والتيار, حلول الإدارة الحرارية, الحماية من الحرائق, والأمن السيبراني. في هذا المقال, نشرح المخاطر الرئيسية المتعلقة بالبطارية والطرق التي يمكن لشركة BMS التغلب عليها.

حماية البطارية مع BMS

تعد البطارية القابلة لإعادة الشحن حجر الزاوية في نظام إدارة المباني. هذا المكون معقد وحساس إلى حد ما ويتطلب الاهتمام والتعامل الدقيق. يمكن لـ BMS القيام بذلك. تهدف جميع وظائفها إلى تحقيق أقصى استفادة من البطارية في أطول وقت ممكن.

هكذا, عن طريق التحقق من حالة الشحن والحالة الصحية, يمكن لـ BMS زيادة عمر البطارية وأدائها. بتقدير حالة الطاقة وحالة الطاقة وموازنة الخلايا داخل حزمة بطارية, يمكنه استخدام الإمكانات الكاملة للبطارية و, نتيجة ل, نظام تخزين طاقة البطارية.

اعتمادا على التكوين, يمكن أن تكون البطاريات حساسة إلى حد ما للمحيط غير المستقر. يمكن أن يكون تجاوز الحدود أمرًا بالغ الأهمية بالنسبة للبطارية وقد يتسبب في سقوطها وموتها المبكر, يمكن أن يتسبب تعطل البطارية في إلحاق الضرر بمستخدمها. فمثلا, تشتهر البطاريات التي تعتمد على الليثيوم بقابليتها للاشتعال والانفجار في بعض الحالات.

مجهز بالكامل, يمكن أن يتنبأ نظام إدارة المباني بالمخاطر المحتملة ويحمي كلاً من البطارية والمستخدم. يحتوي نظام إدارة المباني المطور جيدًا على أنظمة أمان للبطارية تمنع حدوث ماس كهربائي, أخطاء الأرض, والجروب الحراري. هكذا, يوفر نظام أمان BMS نقلًا آمنًا للبيانات ويحمي نظام تخزين البطارية من الاستخدام غير المصرح به.

يتفاعل نظام إدارة المباني (BMS) المزود بنظام تشغيل في الوقت الفعلي مع جميع التغييرات أو التهديدات على الفور, لذلك فهو يساعد على تجنب استبدال البطارية في وقت مبكر وإصلاح باهظ التكلفة.

في هذا المقال, نولي اهتماما خاصا لأيون الليثيوم (ليثيوم أيون) البطارية. يتطلب هذا النوع من البطاريات معالجة دقيقة, لأنها حساسة لدرجات الحرارة القصوى, الشحن الزائد, ونقص مستمر في الشحن. يمكن أن توفر BMS مثل هذا العلاج.

الجهد االكهربى & السيطرة الحالية

للتحكم في التيار والفولتية للبطارية, يجب عليك توفير حماية ضد التيار الزائد والجهد الزائد أثناء الشحن وتجنب انخفاض الجهد أثناء تفريغ البطارية.

• التحدي: اقترح كل نوع بطارية التيار والجهد

حدود الشحن والتفريغ. يمكن أن يؤدي تجاوز هذه المعلمات إلى الأكسدة وقصر الدائرة التي يمكن أن تلحق الضرر بالبطارية وتقصير عمرها. في أسوأ الحالات, قد يكون انفجار, نار, وصدمة كهربائية.

• الإجراءات الموصى بها: تسمح إضافة أجهزة استشعار كافية للخلايا بوجود ملف

BMS للحصول على البيانات وتحليلها لمزيد من الإجراءات.

نتيجة ل, يمكن للنظام التحكم في التيار, الجهد االكهربى, وحالة الشحن, الذي يرتبط بالجهد. في حالة الانحراف عن القيم المسموح بها, يمكن أن تستخدم BMS قاطعًا لفصل الدائرة وإيقاف شحن البطارية.

يمكن أن تحذر BMS المستخدمين بشأن المشاكل المحتملة للبطارية. في هذه الحالة, سيقوم النظام بإرسال تنبيه أو دفع إشعار وعرضه على لوحة الجهاز.

BMS, وكذلك الشواحن, يمكن استخدام طريقة شحن بطارية ذات جهد ثابت / تيار ثابت لتنفيذ حماية التيار الزائد والجهد الزائد. الفكرة كالتالي:

تقوم بشحن البطارية بتيار ثابت حتى تصل البطارية إلى مستوى جهد معين. ثم تقوم بشحن البطارية بجهد ثابت بينما ينخفض ​​التيار. ينتهي الشحن عندما يكون للتيار أقل قيمة ممكنة.

يمكنك تثبيت مراقبة الجهد والتيار على مستوى البرامج والأجهزة في BMS. فيما يلي أمثلة على الأجهزة الأساسية التي استخدمناها لحل أنظمة إدارة المباني الصناعية:

1. محولات التيار والجهد
2. مكبر للصوت ومخزن مع مقسم مقاوم لزيادة قيمة التيار الناتج والجهد
3. محول تناظري إلى رقمي يحول قيم التيار والجهد إلى إشارات رقمية
4. متحكم (MCU) لقراءة الإشارات

عند تصميم دوائر الحماية, عليك أن تكون حذرا. لا يمكن للإلكترونيات الإضافية زيادة تكلفة BMS فحسب ، بل تزيد أيضًا من المقاومة الداخلية وتقليل طاقة البطارية.

الإدارة الحرارية

الإدارة الحرارية هي واحدة من أهم احتياطات سلامة بطارية Li-ion ل BMS. يتضمن التحكم في درجة حرارة البطارية ويتعامل مع التدفئة, تبريد, وتكييف الهواء

• التحدي: بطاريات Li-ion الفعالة معرضة للخطر. الليثيوم هو أ

معدن شديد التفاعل وقابل للاشتعال يمكن أن يشتعل في ومضة عندما يتلامس مع الماء والهواء.

حتى الزيادة الطفيفة في درجة الحرارة أو التلف الطفيف للبطارية يمكن أن يتسبب في هروب حراري ودائرة قصر, مما يؤدي إلى حدوث انفجار وحريق.

هذا هو السبب في أن الإدارة الحرارية للبطارية مهمة للغاية للحلول القائمة على Li-ion. درجات الحرارة المقبولة للبطاريات هي:

32˚F إلى 113 درجة فهرنهايت (0C إلى 45 درجة مئوية) للشحن

–4 درجة فهرنهايت إلى 140 درجة فهرنهايت (- 20 درجة مئوية إلى 60 درجة مئوية) للتفريغ

32˚F إلى 68 درجة فهرنهايت (0C إلى 20 درجة مئوية) لتخزين

• الإجراءات الموصى بها: الإدارة الحرارية للبطارية في BMS

يمكن للنظام التحقق من أن درجة الحرارة ضمن الحدود. لقياس درجة الحرارة داخل وحول البطارية, يمكنك استخدام مجسات درجة الحرارة أو الثرمستورات - المقاومات الحرارية لأشباه الموصلات.

يكتشف BMS الانحرافات عن قيم معينة ويتخذ إجراءات فورية لحفظ البطارية.

على سبيل المثال, يمكن لـ BMS تطبيق الثرمستورات والصمامات الحرارية لحماية البطارية من ارتفاع درجة الحرارة أثناء العمل. سيفتحون الدائرة ويفصلون البطارية إذا ارتفعت درجة الحرارة بشكل كبير.

تستخدم معظم BMS الحديثة معامل درجة حرارة سالب (NTC) الثرمستورات. إنها متقبلة للغاية ويمكنها اكتشاف أي تغييرات في المقاومة بسرعة ودقة عاليتين.

يركز نظام BMS الحراري الانتباه على بطاريات الليثيوم أثناء الشحن والتفريغ. اولا في المقام الاول اولا قبل كل شي, يجب أن تتبع درجة حرارة البطارية بالداخل لحمايتها من الهروب الحراري والاشتعال.

بالإضافة إلى, يجب أن تحمي البطارية من الظروف البيئية غير المواتية. بطاريات Li-ion حساسة جدًا لانخفاض درجات الحرارة. يجب عليك شحنها أو تفريغها عند درجة حرارة معينة. قد يؤدي تجاوز الحدود إلى شيخوخة البطارية, فقدان القوة, والتوقف التام.

يستجيب نظام الإدارة الحرارية لأي طارئ. يقوم بضبط درجة الحرارة أو إيقاف تشغيل الشاحن باستخدام تبريد البطارية; المشجعين; أو التدفئة, تنفس, وتكييف الهواء (التدفئة والتهوية وتكييف الهواء) الأنظمة.

ميزة أخرى مطبقة في BMS هي تبديد الحرارة. يستخدمه النظام لإزالة الحرارة الزائدة الناتجة عن التفاعلات الكهروكيميائية في البطارية. تتضمن الطريقة التبريد بالهواء والسائل والحمل الحراري.

بجانب البطارية, تحتاج إلى تأمين الإدارة الحرارية للإلكترونيات المشاركة في حل BMS الخاص بك. يمكن لعدد مناسب من الثرمستورات والثرموستات حماية النظام والمستخدم من المخاطر الحرارية المحتملة.

 

الحماية من الحرائق

فرص حدوث حريق منخفضة, لكن في بعض الأحيان يحدث الأسوأ. في حالة التهاب البطارية, يجب أن يقوم النظام بتنبيهك على الفور واتخاذ الخطوات اللازمة لاختصاره. إذا لم تتمكن من تجنب ارتفاع درجة حرارة البطارية, تأكد من أن نظام إدارة المباني الخاص بك يحتوي على نظام حماية من الحرائق.

• التحدي: تعتبر النار من أخطر المخاطر التي يتعرض لها الليثيوم

BESS لهذا السبب عليك أن تضع في اعتبارك قابلية هذه التكنولوجيا للاشتعال واتخاذ جميع الإجراءات اللازمة لمنع المشاكل المحتملة.

ومع ذلك ، يمكن أن تشتعل النيران في بطاريتك بسبب عيوب التصنيع.

يمكن أن تتسبب العيوب في عبوات الخلايا ولوحات البطارية في حدوث دوائر قصر داخلية تؤدي إلى شرارات, دخان, واللهب.

• الإجراءات الموصى بها: سيكون من الجيد التحقق من وجود بطارية

عيوب المصنع قبل الاستخدام. يجب أن يتم فحص مفصل للبطارية وحزمتها, عناصر, والبناء.

التثبيت الصحيح, الاستخدام, اعمال صيانة, والتخزين يمكن أن يقلل أيضًا من خطر نشوب حريق في البطارية. يتصرف ضمن التيار, الجهد االكهربى, يمكن أن تمنع قيود درجة الحرارة بطارية Li-ion من السخونة الزائدة والاشتعال.

يمكنك حماية نفسك و BMS الخاص بك من الدخان, نار, والغازات السامة من خلال إنشاء نظام موثوق للحماية من الحرائق.

يمكن لأجهزة الكشف عن الدخان حل المشكلة. يمكن أن يؤدي استخدام نظام إدارة المباني (BMS) إلى اكتشاف احتراق البطارية على الفور والاتصال بأنظمة تبريد الخلايا وإطفاء الحريق.

تعتمد طرق التعامل مع الحريق على حجم البطارية ومقياس الإشعال. تحتاج البطاريات الصغيرة مثل الهواتف أو أجهزة الكمبيوتر المحمولة إلى مطفأة رغوية أو مادة كيميائية جافة ABC ليتم الاحتفاظ بها للحماية من الحرائق. يشيع استخدام الماء في الحرائق الكبيرة, ولكن يجب أن تكون هناك كمية كبيرة من المياه الجارية لتبريد البطارية والتخلص من الأكسجين الناتج عن تعطل البطارية.

كلما كان نظام البطارية أكثر تعقيدًا, يجب أن تكون الحماية من الحرائق أكثر تعقيدًا.

الأمن الإلكتروني

إن حماية البطارية من نفاد الحدود ليست هي المشكلة الوحيدة التي يمكن أن تحلها BMS. لا أحد يريد أن يعاني نظامه من هجمات أو سرقة البيانات.

• التحدي: الكثير من أنظمة إدارة المباني هي حلول إنترنت الأشياء. اتصالات الإنترنت

تمكن المستخدمين من مراقبة أنظمتهم والتحكم فيها عن بعد. في هذه الحالة, هناك دائمًا خطر المساس بخصوصية ووحدة المعلومات. هكذا, يمكن أن تكون أنظمة إدارة المباني أيضًا عرضة للهجمات الإلكترونية.

يحتاج النظام إلى ميزات أمان BMS قوية لمقاومة الوصول غير المصرح به والأفعال الضارة التي يمكن أن تلحق الضرر بالبطارية ووحدات BMS المقابلة.

• الإجراءات الموصى بها: تأمين النظام الخاص بك من خلال تنفيذ متنوعة

عمليات الحماية.

أولاً, تأكد من أن المستخدمين المصرح لهم فقط يمكنهم الوصول إلى النظام وتعديله. لفعل هذا, يمكنك إضافة نظام تعريف مستخدم بكلمات مرور فريدة و / أو أساليب مصادقة أخرى.

لوحدة البيانات وأمنها, يجب أن يحتوي بروتوكول الاتصال الخاص بك على آليات تشفير قوية. في هذا الطريق, يمكن أن تدعم BMS أي تفاعلات بين العناصر مع الحفاظ على السرية حول BMS ومستخدمها.

يوفر باسن دالي بمس و JBD BMS لبطاريات LiFePO4 وحزم البطاريات ذات سعة التحميل القوية, تيار التفريغ المستمر حتى 200A.

● 4 حماية سلسلة الخلية

● وظائف حماية مختلفة للشحن والتفريغ

● التفريغ على التيار, عمليات وظيفية حماية ماس كهربائى للأجهزة

● الجهد الزائد, تحت الجهد, معالجة وظيفة حماية درجة الحرارة والحمل الزائد للبرنامج

● حساب دقيق SOC مع وظيفة التعلم التلقائي SOC

● وظيفة الاتصال UART / RS485, يمكن قراءة جميع بيانات البطارية في الوقت الفعلي والترقية عبر الإنترنت

هل لديك المزيد من الأسئلة حول BMS? تحدث إلى أ حمام السباحة BMS خبير والحصول على إجابات على جميع أسئلتك حاليا.