يمكن تشكيل حزمة البطارية عن طريق توصيل عدة بطاريات ليثيوم على التوالي، والتي لا يمكنها توفير الطاقة لأحمال مختلفة فحسب، بل يمكن أيضًا شحنها بشكل طبيعي باستخدام شاحن مطابق.لا تتطلب بطاريات الليثيوم أي نظام لإدارة البطارية (BMS) للشحن والتفريغ.فلماذا تتم إضافة جميع بطاريات الليثيوم الموجودة في السوق إلى BMS؟الجواب هو السلامة وطول العمر.
يستخدم نظام إدارة البطارية BMS (نظام إدارة البطارية) لمراقبة ومراقبة شحن وتفريغ البطاريات القابلة لإعادة الشحن.تتمثل الوظيفة الأكثر أهمية لنظام إدارة بطارية الليثيوم (BMS) في ضمان بقاء البطارية ضمن نطاق التشغيل الآمن واتخاذ إجراءات فورية إذا بدأت أي بطارية في تجاوز الحد المسموح به.إذا اكتشف BMS أن الجهد منخفض جدًا، فسوف يفصل الحمل، وإذا كان الجهد مرتفعًا جدًا، افصل الشاحن.سيتم أيضًا التحقق من أن كل خلية في العبوة لها نفس الجهد وإسقاط أي خلية أعلى من الخلايا الأخرى.وهذا يضمن عدم وصول البطارية إلى الفولتية العالية أو المنخفضة بشكل خطير - والذي غالبًا ما يكون سبب حرائق بطارية الليثيوم التي نراها في الأخبار.ويمكنه أيضًا مراقبة درجة حرارة البطارية وفصل مجموعة البطارية قبل أن تصبح ساخنة للغاية وتشتعل فيها النيران.لذا، فإن نظام إدارة البطارية BMS يهدف إلى الحفاظ على البطارية محمية بدلاً من الاعتماد البحت على شاحن جيد أو إجراء المستخدم الصحيح.
لماذا لا تتطلب بطاريات الرصاص الحمضية (AGM، بطاريات الهلام، الدورة العميقة، وما إلى ذلك) نظام إدارة البطارية؟تعتبر مكونات بطاريات الرصاص الحمضية أقل قابلية للاشتعال ومن غير المرجح أن تشتعل فيها النيران إذا كانت هناك مشكلة في الشحن أو التفريغ.ولكن السبب الرئيسي يتعلق بالسلوك عندما تكون البطارية مشحونة بالكامل.تُصنع بطاريات الرصاص الحمضية أيضًا من خلايا متصلة على التوالي؛إذا تم شحن خلية واحدة أكثر بقليل من الخلايا الأخرى، فإنها ستسمح للتيار بالمرور فقط حتى يتم شحن الخلايا الأخرى بالكامل، مع الحفاظ على جهد معقول في حد ذاته، وما إلى ذلك. البطاريات تلحق بالركب.وبهذه الطريقة، فإن بطارية الرصاص الحمضية "تتوازن ذاتيًا" أثناء شحنها.
بطاريات الليثيوم مختلفة.القطب الموجب لبطارية الليثيوم القابلة لإعادة الشحن هو في الغالب مادة أيون الليثيوم.يحدد مبدأ عملها أنه أثناء عملية الشحن والتفريغ، ستعمل إلكترونات الليثيوم على جانبي الأقطاب الكهربائية الموجبة والسالبة مرارًا وتكرارًا.إذا سمح لجهد الخلية المفردة أن يكون أعلى من 4.25 فولت (باستثناء بطاريات الليثيوم عالية الجهد)، فقد ينهار هيكل الأنود المسامي الصغير، وقد تنمو المادة البلورية الصلبة وتسبب ماس كهربائي، ومن ثم سترتفع درجة الحرارة بسرعة مما سيؤدي في النهاية إلى نشوب حريق.عندما تكون خلية الليثيوم مشحونة بالكامل، يرتفع الجهد فجأة ويمكن أن يصل بسرعة إلى مستويات خطيرة.إذا كان جهد خلية في حزمة البطارية أعلى من الخلايا الأخرى، فستصل هذه الخلية أولاً إلى الجهد الخطير أثناء عملية الشحن، ولم يصل الجهد الإجمالي لحزمة البطارية إلى القيمة الكاملة في هذا الوقت، فسوف يقوم الشاحن لا تتوقف عن الشحن.ولذلك، فإن الخلية الأولى التي تصل إلى الجهد الخطير تشكل خطرا على السلامة.لذلك، فإن التحكم في الجهد الإجمالي لحزمة البطارية ومراقبته ليس كافيًا للكيمياء المعتمدة على الليثيوم، ويجب فحص جهد كل خلية فردية تشكل حزمة البطارية بواسطة نظام إدارة المباني.
بالمعنى الضيق، يتم استخدام نظام إدارة البطارية BMS لحماية حزم البطاريات الكبيرة.الاستخدام النموذجي هو بطاريات طاقة فوسفات الحديد الليثيوم، التي لها وظائف الحماية مثل الشحن الزائد، والتفريغ الزائد، والتيار الزائد، والدائرة القصيرة، وتوازن الخلايا.مطلوب منافذ الاتصال وخيارات إدخال وإخراج البيانات ووظائف العرض الأخرى.على سبيل المثال، واجهة الاتصال الخاصة بنظام إدارة المباني المخصص الاحترافي لشركة Xinya هي كما يلي.
بالمعنى الواسع، لوحة دائرة الحماية (PCB)، والتي تسمى أحيانًا PCM (وحدة دائرة الحماية)، هي نظام بسيط لإدارة البطارية (BMS).تستخدم عادة لحزم البطاريات الصغيرة.تستخدم عادةً للبطاريات الرقمية، مثل بطاريات الهاتف المحمول، وبطاريات الكاميرا، وبطاريات GPS، وبطاريات تسخين الملابس، وما إلى ذلك. في معظم الأحيان، يتم استخدامها لحزمة بطارية 3.7 فولت أو 7.4 فولت، ولها أربع وظائف أساسية للشحن الزائد، التفريغ الزائد والتيار الزائد والدائرة القصيرة.قد تتطلب بعض البطاريات أيضًا PTC وNTC.
لذلك، لضمان السلامة وعمر الخدمة الطويل لحزم بطاريات الليثيوم، هناك حاجة حقًا إلى نظام إدارة البطارية BMS بجودة موثوقة.
وقت النشر: 31 مارس 2022