نظام إدارة بطاريات الليثيوم (BMS) هو نظام إلكتروني مصمم للإشراف على شحن وتفريغ الخلايا الفردية داخل حزمة بطاريات أيون الليثيوم والتحكم فيهما، وهو جزء أساسي من حزمة البطاريات. يُعدّ نظام إدارة البطاريات (BMS) أساسيًا للحفاظ على صحة البطارية وسلامتها وأدائها من خلال منع الشحن الزائد والتفريغ الزائد وإدارة حالة الشحن العامة. 
يتطلب تصميم وتنفيذ نظام إدارة البطاريات (BMS) لبطاريات الليثيوم دقةً وموثوقيةً عاليتين لضمان سلامة البطارية وكفاءتها وعمرها الافتراضي الطويل. تُمكّن هذه التقنيات الأساسية نظام إدارة البطاريات من مراقبة وإدارة جميع جوانب البطارية، مما يُحسّن أدائها ويطيل عمرها. ١. مراقبة البطارية: يحتاج نظام إدارة البطارية (BMS) إلى مراقبة الجهد والتيار ودرجة الحرارة وسعتها لكل خلية بطارية. تساعد بيانات المراقبة هذه على فهم حالة البطارية وأدائها. ٢. موازنة البطارية: قد تُسبب كل خلية بطارية في حزمة البطارية اختلالًا في السعة بسبب الاستخدام غير المتساوي. يحتاج نظام إدارة البطارية (BMS) إلى التحكم في مُعادل الشحن لضبط حالة شحن كل خلية بطارية لضمان عملها في حالة متماثلة. 3. التحكم في الشحن: يتحكم نظام BMS في تيار الشحن والجهد لضمان عدم تجاوز البطارية لقيمتها المقدرة عند الشحن، وبالتالي إطالة عمر البطارية. 4. التحكم في التفريغ: يتحكم BMS أيضًا في تفريغ البطارية لتجنب التفريغ العميق والإفراط في التفريغ، مما قد يؤدي إلى تلف البطارية. ٥. إدارة درجة الحرارة: تُعدّ درجة حرارة البطارية بالغة الأهمية لأدائها وعمرها الافتراضي. يحتاج نظام إدارة البطارية (BMS) إلى مراقبة درجة حرارة البطارية واتخاذ الإجراءات اللازمة، مثل التهوية أو تقليل سرعة الشحن، للتحكم في درجة الحرارة. 6. حماية البطارية: إذا اكتشف نظام إدارة البطارية (BMS) وجود خلل في البطارية، مثل ارتفاع درجة الحرارة، أو الشحن الزائد، أو التفريغ الزائد، أو حدوث ماس كهربائي، فسيتم اتخاذ التدابير اللازمة لإيقاف الشحن أو التفريغ لضمان سلامة البطارية. 7. جمع البيانات والاتصال: يجب على نظام إدارة البطارية جمع وتخزين بيانات مراقبة البطارية، وفي نفس الوقت تبادل البيانات مع أنظمة أخرى (مثل أنظمة العاكس الهجين) من خلال واجهات الاتصال لتحقيق التحكم التعاوني. 8. تشخيص الأخطاء: يجب أن يكون نظام إدارة البطارية قادرًا على تحديد أخطاء البطارية وتوفير معلومات تشخيص الأخطاء للإصلاح والصيانة في الوقت المناسب. 9. كفاءة الطاقة: لتقليل فقدان طاقة البطارية، يجب أن يدير نظام إدارة البطارية (BMS) عملية الشحن والتفريغ بشكل فعال ويقلل من المقاومة الداخلية وفقدان الحرارة للبطارية. 10. الصيانة التنبؤية: يقوم نظام إدارة البطارية بتحليل بيانات أداء البطارية ويقوم بالصيانة التنبؤية للمساعدة في اكتشاف مشاكل البطارية مسبقًا وتقليل تكاليف الإصلاح. 11. السلامة: يجب على BMS اتخاذ التدابير اللازمة لحماية البطاريات من المخاطر المحتملة المتعلقة بالسلامة، مثل ارتفاع درجة الحرارة، والدوائر القصيرة، وحرائق البطاريات. ١٢. تقدير الحالة: يجب أن يُقدّر نظام إدارة البطارية (BMS) حالة البطارية بناءً على بيانات المراقبة، بما في ذلك السعة، وحالة البطارية، والعمر المتبقي. يُساعد هذا في تحديد مدى توفر البطارية وأدائها. تقنيات رئيسية أخرى لأنظمة إدارة بطاريات الليثيوم (BMS): 13. التحكم في التسخين المسبق للبطارية والتبريد: في ظروف درجات الحرارة القصوى، يمكن لنظام إدارة البطارية التحكم في التسخين المسبق أو التبريد للبطارية للحفاظ على نطاق درجة حرارة التشغيل المناسبة وتحسين أداء البطارية. 14. تحسين دورة الحياة: يمكن لنظام إدارة البطارية (BMS) تحسين دورة حياة البطارية من خلال التحكم في عمق الشحن والتفريغ ومعدل الشحن ودرجة الحرارة لتقليل فقدان البطارية. 15. أوضاع التخزين والنقل الآمنة: يمكن لنظام إدارة البطارية تكوين أوضاع تخزين ونقل آمنة للبطارية لتقليل فقدان الطاقة وتكاليف الصيانة عندما لا تكون البطارية قيد الاستخدام. 16. حماية العزل: يجب أن يكون نظام إدارة البطارية مزودًا بوظائف العزل الكهربائي وعزل البيانات لضمان استقرار نظام البطارية وأمان المعلومات. 17. التشخيص الذاتي والمعايرة الذاتية: يمكن لنظام إدارة البطاريات إجراء التشخيص الذاتي والمعايرة الذاتية بشكل دوري لضمان أدائه ودقته. 18. تقارير الحالة والإشعارات: يمكن لنظام إدارة البطارية إنشاء تقارير حالة وإشعارات في الوقت الفعلي للمشغلين وموظفي الصيانة لفهم حالة البطارية وأدائها. 19. تحليلات البيانات وتطبيقات البيانات الضخمة: يمكن لنظام إدارة البطارية استخدام كميات كبيرة من البيانات لتحليل أداء البطارية والصيانة التنبؤية وتحسين استراتيجيات تشغيل البطارية. 20. تحديثات وترقيات البرامج: يحتاج نظام إدارة البطاريات إلى دعم تحديثات وترقيات البرامج لمواكبة تكنولوجيا البطاريات المتغيرة ومتطلبات التطبيق. 21. إدارة نظام البطاريات المتعددة: بالنسبة لأنظمة البطاريات المتعددة، مثل مجموعات البطاريات المتعددة في السيارة الكهربائية، يحتاج نظام إدارة البطاريات إلى تنسيق إدارة حالة وأداء خلايا البطاريات المتعددة. 22. شهادة السلامة والامتثال: يجب أن تتوافق BMS مع مختلف معايير وأنظمة السلامة الدولية والإقليمية لضمان سلامة البطارية والامتثال لها.
وقت النشر: ٨ مايو ٢٠٢٤