BMS در مقابل کنترل کننده شارژ: تفاوت های کلیدی و چرا شما به هر دو نیاز دارید

 
درک نقش آنها در ایمنی و کارایی باتری

مقدمه: دو نقش حیاتی در مدیریت باتری

تعاریف اصلی و مقایسه عملکردی

1سیستم مدیریت باتری (BMS): "مغز هوشمند" باتری

BMS یک سیستم کنترل الکترونیکی یکپارچه است که مسئولنظارت در زمان واقعی، حفاظت، تعادل و بهینه سازی عملکرداز جمله کارکردهای کلیدی این باتری ها:

- نظارت در سطح سلول:اندازه گیری دقیق ولتاژ، جریان و دمای سلول های فردی (دقت ± 1mV) برای جلوگیری از شارژ بیش از حد، تخلیه بیش از حد و گرم شدن بیش از حد.
-توازن سلولی:عدم تعادل ولتاژ سلول را از طریق تعادل منفعل (بر اساس مقاومت) یا فعال (بر اساس محرک / خازن) از بین می برد و طول عمر باتری را افزایش می دهد.
- حفاظت از ایمنی:محافظ های چند لایه ای (برقی بیش از حد، مدار کوتاه، جلوگیری از فرار حرارتی) با زمان پاسخ به 300μs.
- برآورد دولت:محاسبه دقیق SOC (حالت بار) و SOH (حالت سلامت) با خطا ≤ ± 3٪.
کاربردهای معمول:وسایل نقلیه الکتریکی، سیستم های ذخیره انرژی، تجهیزات صنعتی و سایر سناریوهای پیچیده.

2کنترل کننده شارژ: تنظیم کننده جریان انرژی

کنترل کننده بار بر رویمدیریت انتقال انرژی بین یک منبع برق و باتریوظایف کلیدی عبارتند از:

-کنترل فرآیند شارژ:تنظیم منحنی های شارژ (مراحل جریان ثابت / ولتاژ) بر اساس شیمی باتری (به عنوان مثال، سرب اسید در مقابل لیتیوم).
- حفاظت از اضافه شارژ:قطع شارژ زمانی که آستانه ولتاژ به دست می آید (به عنوان مثال شارژ شناور 14.4 ولت برای باتری های سرب اسید).
- مدیریت منبع ورودی:با پانل های خورشیدی، برق شبکه و غیره تطبیق پیدا می کند و از جریان معکوس جلوگیری می کند.
کاربرد های معمول:سیستم های خورشیدی خارج از شبکه، دستگاه های کوچک UPS، الکترونیک مصرفی و سناریوهای شارژ واحد.

تفاوت های فنی

1دامنه عملکردی

- بي ام اس:مدیریت کل چرخه عمر باتری، از جمله کنترل شارژ / تخلیه، مدیریت حرارتی، تشخیص خطا و ارتباطات داده (به عنوان مثال، بس CAN).
-کنترلر شارژ:فقط مراحل شارژ را تنظیم می کند و توانایی کنترل تخلیه یا تجزیه و تحلیل وضعیت باتری را ندارد.

2پیچیدگی فنی

- بي ام اس:سیستم های چند سلولی پیچیده (به عنوان مثال، تنظیمات ولتاژ بالا 14S-20S) را مدیریت می کند و از ویژگی های پیشرفته مانند صدور گواهینامه ایمنی عملکردی ASIL-D و نگهداری پیش بینی شده مبتنی بر هوش مصنوعی پشتیبانی می کند.
-کنترلر شارژ:به طور معمول برای سیستم های تک سلولی یا ولتاژ پایین با معماری های ساده تر (به عنوان مثال PWM یا کنترل MPPT) طراحی شده است.

3مکانیسم های ایمنی

- بي ام اس:حفاظت چند لایه ای (به عنوان مثال خاموش شدن خودکار در >60°C، تعادل ناشی از عدم تعادل ولتاژ).
-کنترلر شارژ:حفاظت تک لایه ای (به عنوان مثال قطع ولتاژ بیش از حد) بدون نظارت در سطح سلول.

موارد استفاده مشترک

مورد 1: سیستم ذخیره انرژی خورشیدی

-کنترلر شارژ:کارایی شارژ پنل خورشیدی به باتری را مدیریت می کند و از شارژ بیش از حد جلوگیری می کند.
- بي ام اس:وضعیت باتری ها را کنترل می کند ولتاژ سلول ها را متعادل می کند و طول عمر باتری های لیتیوم را افزایش می دهد.

مورد 2: ایستگاه شارژ خودرو

-کنترلر شارژ:جریان ورودی شبکه را تنظیم می کند تا با نیازهای شارژ خودرو مطابقت داشته باشد.
- بي ام اس:از باتری در زمان واقعی محافظت می کند و استراتژی های شارژ را بهینه می کند (به عنوان مثال، پیش گرم کردن دمای پایین، تنظیمات شارژ سریع پویا).

انتخاب راه حل درست: آیا هر دو مورد لازم است؟

- سیستم های ساده (به عنوان مثال، چراغ های خورشیدی کوچک):فقط يه کنترل کننده شارژ کافيه
- سیستم های پیچیده (به عنوان مثال، ذخیره انرژی خانگی، EVs):BMS اجباری است، با یک کنترل کننده بار به عنوان یک جزء مکمل.

روند صنعت: ادغام هوشمند

  
- بي ام اس:تکامل به سمت مدیریت مبتنی بر ابر (به عنوان مثال، معماری "سوار + ابر" بوش) برای تشخیص از راه دور سلامت.
-کنترلر شارژ:ادغام الگوریتم های MPPT برای افزایش کارایی اما هنوز قادر به جایگزینی مدیریت چند بعدی BMS نیست.

نتیجه گیری: مکمل، نه جایگزین

BMS و Charge Controllers نقش های متمایزی را انجام می دهند: اولین یک "حافظ سلامت" جامع است، در حالی که دومین یک "حافظ انرژی" متمرکز است.راه حل های انرژی کارآمدتر.