تجزیه و تحلیل روند صنعت سیستم مدیریت باتری (BMS)

روند بازار جهانی سیستم مدیریت باتری و چشم انداز کاربرد 2023-2024

تعریف و توابع اصلی سیستم مدیریت باتری (BMS)

سیستم مدیریت باتری (BMS) یک سیستم الکترونیکی است که برای نظارت و مدیریت عملکرد باتری ها استفاده می شود و هدف اصلی آن تضمین عملکرد ایمن باتری ها است.طول عمر آنها را افزایش دهید و بهره وری از استفاده از انرژی را بهبود ببخشید.

نظارت بر وضعیت باتری

به دست آوردن پارامترهای باتری در زمان واقعی مانند ولتاژ، جریان، درجه حرارت و غیره برای ارزیابی وضعیت سلامت (SOC) و عمر باقی مانده (SOH) باتری.

کنترل بارگیری و تخلیه

کنترل دقیق فرآیند شارژ و تخلیه با توجه به وضعیت باتری و تقاضای خارجی برای جلوگیری از شارژ بیش از حد یا تخلیه بیش از حد و افزایش عمر باتری.

مدیریت متعادل

تفاوت ولتاژ بین سلول های باتری را به صورت فعال یا منفعل متعادل کنید تا از شارژ بیش از حد یا تخلیه سلول های باتری جلوگیری شود.

مدیریت حرارتی

درجه حرارت باتری را نظارت می کند و دمای مناسب کار را از طریق تبعید گرما یا اقدامات گرمایش برای اطمینان از عملکرد پایدار باتری حفظ می کند.

حفاظت از امنیت

تنظیم مکانیسم های حفاظت متعدد (مانند محافظت از جریان بیش از حد، ولتاژ بیش از حد، مدار کوتاه) برای اتخاذ اقدامات به موقع برای جلوگیری از آسیب باتری در شرایط غیرطبیعی.

ثبت اطلاعات و ارتباطات

ثبت داده های تاریخی عملکرد باتری و تبادل داده ها با سایر سیستم ها از طریق رابط ارتباطی برای تحقق نظارت و مدیریت از راه دور.

روند صنعت سیستم مدیریت باتری در سال های 2023 تا 2024

ادغام عمیق هوش مصنوعی و یادگیری ماشین

• سیستم های مدیریت باتری (BMS) در حال تحقق تعمیرات پیش بینی و کنترل سازگاری از طریق فناوری های هوش مصنوعی و یادگیری ماشین هستند.الگوریتم های مبتنی بر یادگیری عمیق می توانند وضعیت سلامت (SOH) و ظرفیت باقی مانده (SOC) باتری را با دقت بیشتری پیش بینی کنند.، و برخی از خودروسازان BMS را با قابلیت های خودآموز راه اندازی کرده اند که می توانند به طور پویا استراتژی های مدیریت را بر اساس عادات رانندگی و شرایط محیطی تنظیم کنند.
• هوش مصنوعی همچنین می تواند استراتژی های شارژ و تخلیه را بهینه کند تا عمر باتری را بیش از 20 درصد افزایش دهد. در آینده، در ترکیب با تجزیه و تحلیل داده های بزرگ،BMS از تشخیص هوشمند و تصمیم گیری برای کل چرخه عمر باتری پشتیبانی می کند.

کاربرد پیشرفته تکنولوژی بی سیم BMS

• فناوری های ارتباطات بی سیم (به عنوان مثال Zigbee، Bluetooth) به تدریج جایگزین سیم های سنتی می شوند، پیچیدگی سیستم را کاهش می دهند و انعطاف پذیری را افزایش می دهند.استفاده از سیستم BMS بی سیم توسط Wuling Automobile باعث کاهش تعداد کمربند های نظارت شده توسط 90٪ شده است.، و به طور قابل توجهی نرخ شکست را از طریق نظارت بی سیم در زمان واقعی وضعیت سلول باتری کاهش داد.
• علاوه بر این، BMS بی سیم از نظارت از راه دور و ارتقاء OTA پشتیبانی می کند، برای سیستم های ذخیره سازی انرژی توزیع شده مناسب است.و می تواند با پلت فرم ابری ادغام شود تا بهینه سازی جهانی داده های باتری را به دست آورد.

نوآوری های چند بعدی در فناوری مدیریت حرارتی

در پاسخ به خطر فرار حرارتی در باتری های دارای تراکم انرژی بالا، فناوری مدیریت حرارتی BMS به سمت تبعید فعال چند بعدی گرما تکامل یافته است.موارد معمول عبارتند از::

• ترکیبی از مواد تغییر فاز و خنک سازی مایع: به عنوان مثال،صفحه خنک کننده مایع + تغییر فاز مواد برنامه تبعید گرما توسعه یافته توسط Ningde زمان می تواند تفاوت دمای باتری را در ±2 °C کنترل کند.
• طراحی ساختار بیونیک: شبکه تبعید گرما 3D عسل وولینگ سرعت جریان مایع خنک کننده را افزایش می دهد و از ثبات دمای تحت شارژ سریع مداوم پشتیبانی می کند.
• تکنولوژی جدایی گرما و برق: گرمای فاضلاب شارژ را به انرژی گرمایش کابین تبدیل می کند تا تخریب دامنه زمستانی را بهینه کند.

محبوبیت معماری ماژولار و توزیع شده

• توپولوژی های ماژولار، مانند MC33771 NXP حل تراشه، با توجه به قدرت محاسباتی بالا، ایمنی و عدم استفاده از سیم پیچیدگی، سریع ترین معماری BMS هستند.معماری های توزیع شدهاز سوی دیگر، سرعت پاسخ را از طریق واحدهای کنترل محلی بهبود می بخشند و به ویژه برای سیستم های ذخیره سازی انرژی در مقیاس بزرگ و بسته های باتری وسایل نقلیه تجاری مناسب هستند.
• به عنوان مثال، Ningde Times از یک سیستم BMS توزیع شده برای جداسازی خطای میلی ثانیه در پروژه های ذخیره سازی انرژی خود استفاده می کند.

یکپارچه سازی بین سیستم ها و تعامل خودرو با شبکه (V2G)

• BMS در حال ادغام عمیق با سیستم های محرک خودرو و مدیریت انرژی برای تشکیل یک پلت فرم جامع مدیریت انرژی است.BMS تسلا با کنترل کننده خودرو (VCU) مرتبط است تا قدرت خروجی باتری را بر اساس داده های ناوبری پیش تنظیم کند.
• در همین حال، تکنولوژی Vehicle-to-Grid (V2G) تبادل انرژی دو طرفه را در شبکه از طریق BMS تحقق می بخشد.مانند ایستگاه مبادله برق آذرا که انرژی اضافی را به شبکه بازمی گرداند تا ثبات شبکه را بهبود بخشد.

چالش فنی

• سازگاری با باتری حالت جامد: BMS های موجود با ویژگی های جدید باتری حالت جامد مشکل دارند.
• سازگاری چند شیمی: مواد مختلف باتری نیاز به استراتژی های مدیریت متفاوت دارند.
• امنیت شبکه: جلوگیری از دستکاری داده های BMS و حملات مخرب