مدونة حول BMS حاسمة لسلامة بطارية الليثيوم في المحولات الشمسية

تخيل تخزين الكهرباء المولدة من الطاقة الشمسية بعناية، فقط لمواجهة خطر الإفراط في الحرارة أو حتى الحريق بسبب إهمال بسيط في نظام البطارية.للمستخدمين الذين يربطون عدة بطاريات ليثيوم أيون بالتوازي مع المحولات الشمسية، لا يمكن المبالغة في أهمية نظام إدارة البطارية (BMS). أبرزت المناقشات الأخيرة بين خبراء الصناعة هذا الاعتبار الحاسم للسلامة.

سؤال المستخدم: هل وحدات BMS ضرورية لتكوينات البطارية المتوازية؟

اقترح أحد مستخدمي الطاقة الشمسية توصيل ثلاث مجموعات بطاريات بالتوازي، كل منها يتكون من سبع خلايا ليثيوم أيون 3.7 فولت، 94 أيه إيه في سلسلة (بما مجموعه 25.9 فولت) ، إلى عاكس شمسي.في حين أن عاكس السماح إعدادات الجهد لشحن وتفريغ، تساءل المستخدم عما إذا كان لا يزال هناك حاجة إلى وحدات BMS منفصلة. إذا لزم الأمر، هل يجب على كل حزمة من 7 خلايا أن يكون لها BMS 7S خاصة بها، أو هل يمكن لـ 21S BMS واحدة إدارة النظام بأكمله؟

إجماع الخبراء: BMS كأساس للعمليات الآمنة

يؤكد المتخصصون في الصناعة بالإجماع أن وحدات BMS ضرورية لسلامة بطارية ليثيوم أيون.حتى البطاريات من مجموعة الإنتاج نفسها تظهر اختلافات بسيطة في الأداء خلال دورات الشحن بسبب الاختلافات في المقاومة الداخلية والأسلاكبدون مراقبة BMS ، قد تواجه الخلايا الفردية زيادة في الشحن أو تفريغ مفرط ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجات الحرارة الخطرة.البطاريات الليثيوم أيون تصبح غير مستقرة بشكل خاص تحت درجات الحرارة العالية، مما يخلق مخاطر أمنية كبيرة.

لماذا تعديلات فولتاج العاكس لا يمكن أن تحل محل وظائف BMS

في حين أن المحولات يمكن أن تنظم الجهد الكلي للبطارية، فهي تفتقر إلى القدرة على مراقبة ظروف الخلية الفردية. نظام BMS مناسب يتتبع باستمرار كل خلية الجهد، والتيار، ودرجة الحرارة،تنفيذ تدابير حماية فورية عند حدوث تشوهات، بما في ذلك فصل الدوائر لمنع الأضرار أو الحالات الخطرة.

تكوين BMS الأمثل لأنظمة البطارية الموازية

بالنسبة لترتيبات البطارية المتوازية، يوصي الخبراء بوحدات BMS مستقلة لكل حزمة متصلة بالسلسلة.هذا يعني تثبيت نظام BMS 7S مخصص لكل مجموعة بطارية ذات 7 خلايايقدم هذا النهج العديد من المزايا:

• التحكم المستقل:كل نظام BMS يدير حزمة مخصصة له، مما يضمن أن جميع الشحنات والفراغات تبقى ضمن المعلمات الآمنة.
• احتواء الخطأ:إذا تعطلت إحدى الحزم، يمكن لـ BMS عزل المشكلة دون التأثير على الوحدات الأخرى، والحفاظ على موثوقية النظام بشكل عام.
• أداء متوازن:تتيح وحدات BMS الفردية المساواة المناسبة لجهد الخلية ، مما يطيل عمر البطارية.

استخدام نظام BMS واحد 21S يقدم مخاطر متعددة:

• انخفاض دقة المراقبة:عدم القدرة على اكتشاف المشاكل الخاصة بالعبوة يزيد من مخاطر السلامة.
• نقطة فشل مركزية:عيب في التشغيل قد يعطل مجموعة البطارية بأكملها
• تعادل سيء:يصبح الحفاظ على الجهد المتساوي في جميع الخلايا أكثر صعوبة.

وظائف BMS الأساسية واقتراح القيمة

باعتبارها المكون الحاسم لسلامة وفعالية بطارية ليثيوم أيون، تقوم وحدات BMS ببعض الوظائف الحيوية:

• مراقبة الجهد المستمرة لمنع الإفراط في الشحن / الإفراج
• قياس التيار في الوقت الحقيقي لحماية الإفراط
• تتبع درجة الحرارة لتجنب الهروب الحراري
• موازنة الخلية للحفاظ على توحيد الجهد
• انقطاع الدائرة الطارئة أثناء الأخطاء
• التواصل مع الأجهزة الخارجية لإبلاغ الحالة

وحدات BMS عالية الجودة تعزز بشكل كبير طول عمر البطارية مع تحسين الأداء والسلامة، مما يجعلها لا غنى عنها في أنظمة تخزين الطاقة الشمسية.

الاعتبارات الرئيسية عند اختيار وحدات BMS

العديد من العوامل تتطلب تقييما دقيقا عند اختيار معدات BMS:

• كيمياء البطارية:تتطلب التقنيات المختلفة (على سبيل المثال، ليثيوم أيون مقابل LiFePO4) تصاميم BMS محددة
• تكوين السلسلة:يجب أن تتطابق مواصفات BMS مع عدد السلسلة في البطارية
• القدرة الحالية:يجب أن تتعامل نظام BMS مع أقصى معدلات شحن / تفريغ النظام
• خصائص الحماية:تشمل الحماية الأساسية حماية من التيار الزائد، والتيار المنخفض، والتيار الزائد، والحرارة الزائدة
• سمعة الشركة المصنعةالعلامات التجارية الراسخة عادة ما تقدم موثوقية وأداء أعلى

الاستنتاج: السلامة في المقام الأول مع التنفيذ السليم لـ BMS

في حين أن تكوينات بطاريات ليثيوم أيون المتوازية توفر تخزينًا فعالًا للطاقة الشمسية ، إلا أن السلامة لا تزال ذات أهمية قصوى.يضمن تثبيت وحدات BMS مخصصة لكل مجموعة بطاريات كل من السلامة الشخصية واستقرار النظام بشكل عاميوصي الخبراء بشدة بإجراء أبحاث شاملة في BMS واختيار المعدات المناسبة عند تصميم أنظمة تخزين الطاقة الشمسية ، إلى جانب إجراء فحوصات صيانة منتظمة لضمان الحماية المستمرة.