لماذا تحتاج بطاريات الليثيوم للطاقة إلى نظام إدارة البطارية؟ تنقسم سيارات الطاقة الجديدة المطورة بقوة حاليًا إلى ثلاث فئات: السيارة الكهربائية الهجينة (HEV) والمركبة الكهربائية التي تعمل بخلايا الوقود (FCEV) والمركبة الكهربائية النقية (السيارة الكهربائية ، EV). هذه الأنواع الثلاثة من المركبات الكهربائية لها خصائصها المختلفة وهي أيضًا في مراحل تطوير مختلفة بسبب هياكلها المختلفة ومبادئ عملها.
تستخدم السيارات الكهربائية النقية حزم بطارية طاقة على متنها (مثل بطاريات الليثيوم أيونوبطاريات حمض الرصاص وبطاريات هيدريد النيكل وبطاريات النيكل والكادميوم ، وما إلى ذلك) كمصدر وحيد للطاقة ، ومجهزة بمحركات عالية الطاقة لقيادة السيارة. لذلك ، فهي تختلف عن مركبات محرك الاحتراق الداخلي التقليدية.
الاختلاف الأكبر هو نظام القيادة والتحكم الكهربائي الفريد للسيارات الكهربائية النقية. بالمقارنة مع السيارات الكهربائية الهجينة ، تتميز المركبات الكهربائية النقية بضوضاء منخفضة ، وعدم تلوث ، وانبعاثات صفرية ، وهيكل هيكل أبسط ؛ مقارنة بالمركبات الخلوية التي تعمل بالوقود ، فإن جميع جوانب التكنولوجيا أكثر نضجًا نسبيًا ، مع موثوقية وأمان أعلى. لذلك ، حظيت السيارات الكهربائية النقية بتقدير كبير من قبل الحكومات وشركات السيارات في جميع أنحاء العالم ، وحققت العديد من الشركات معالجة مجمعة وبدأت عمليات تجريبية في بعض المناطق.
في السيارات الكهربائية النقية ، تحتل حزمة بطارية الليثيوم الكهربائية ، كأحد المكونات الأساسية ، نسبة عالية جدًا من تكلفة تصنيع السيارة بأكملها ، كما يؤثر أداؤها بشكل مباشر على أداء القيادة وسلامة السيارة بأكملها. كانت معظم بطاريات الليثيوم القوية المستخدمة في السيارات الكهربائية النقية المبكرة عبارة عن بطاريات حمض الرصاص.
نظرًا لكثافة الطاقة المنخفضة ، ومدى الإبحار القصير ، وعمر الخدمة القصير ، تم استبدال هذه البطاريات تدريجيًا بمنتجات مثل بطاريات الليثيوم أيون ذات المزايا البارزة. جذبت بطاريات الليثيوم أيون انتباه واستخدام العديد من مصنعي السيارات الكهربائية في الداخل والخارج نظرًا لمزاياها مثل كفاءة الشحن والتفريغ العالية وكثافة الطاقة العالية والقدرة على التحمل القوية.
على الرغم من أن بطاريات الليثيوم أيون لديها المزيد مزايا بخلاف أنواع البطاريات الأخرى ، فهي مقيدة أيضًا بعوامل مثل المواد الخلوية وعمليات التصنيع الحالية ، مما يؤدي إلى اختلافات في المقاومة الداخلية والسعة والجهد بين بطاريات الليثيوم أيون أحادية الخلية. لذلك ، في الاستخدام الفعلي ، تكون الخلايا الفردية داخل حزمة البطارية عرضة لتبديد الحرارة غير المتكافئ أو الشحن المفرط والتفريغ. بمرور الوقت ، من المحتمل أن تتعرض هذه البطاريات في ظروف العمل السيئة للتلف مقدمًا ، وسيتم تقصير العمر الإجمالي لحزمة البطارية بشكل كبير.
ليس هذا فقط ، فالبطارية في حالة شحن زائد بشكل خطير وهناك خطر الانفجار ، مما يتسبب في تلف حزمة البطارية ويهدد سلامة عمر المستخدم. لذلك ، من الضروري تجهيز حزمة بطارية الليثيوم للطاقة في السيارة الكهربائية بمجموعة من أنظمة إدارة البطارية المستهدفة (نظام إدارة البطارية، BMS) ، من أجل المراقبة الفعالة والحماية والتوازن بين الطاقة والإنذار بفشل حزمة البطارية ، وبالتالي تحسين بطارية الليثيوم ذات الطاقة الإجمالية وكفاءة العمل وعمر خدمة حزمة البطارية.
بصفته مركز المراقبة والإدارة لحزم بطاريات الليثيوم ذات الطاقة الكهربائية النقية ، يتعين على نظام إدارة البطارية مراقبة درجة الحرارة والجهد والشحن والتفريغ الحالي والمعلمات الأخرى ذات الصلة لحزمة البطارية في الوقت الفعلي والديناميكي ، واتخاذ زمام المبادرة اتخاذ تدابير طارئة لحماية كل بطارية عند الضرورة. انتبه لمخاطر الشحن الزائد والإفراط في الشحن والسخونة الزائدة وقصر الدائرة الكهربائية لحزمة البطارية.
بالإضافة إلى ذلك ، يتعين على النظام أيضًا تقدير SOC للبطارية بدقة خلال دورة الحياة الكاملة لحزمة البطارية ، وإرجاع المعلومات الرئيسية في الوقت المناسب مثل الطاقة المتبقية ونطاق القيادة والأعطال غير الطبيعية للسائق بطريقة مناسبة ، و في نفس الوقت بطريقة مناسبة. طريقة مناسبة لإكمال وظيفة تبادل البيانات بين النظام ووحدة التحكم الإلكترونية في السيارة أو الكمبيوتر المضيف.
ومع ذلك ، فهذه هي الوظائف والعروض التي لا يمكن أن تحققها BMS إلا في ظل التصميم الأمثل والظروف المثالية. في الوقت الحاضر ، جميع أنواع حوادث السيارات الكهربائية المتعلقة ببطاريات الليثيوم للطاقة أو الاستخدام الفعلي لمنتجات BMS في السيارات ككل. يمكن أن نرى من الأداء أن وظائف نظام إدارة البطاريات المستخدم على نطاق واسع ليست مثالية بما فيه الكفاية ، والتكنولوجيا ليست ناضجة بما فيه الكفاية ، ونطاق الاستخدام محدود ، والتنوع ليس قوياً. يمكن تلخيص التفاصيل في الجوانب الخمسة التالية:
① نظام إدارة البطارية ليس دقيقًا بما يكفي لجمع المعلمات ذات الصلة لحزمة بطارية الليثيوم للطاقة في حالة الاستخدام طويل الأمد.
② لا يمكن لنظام إدارة البطارية أن يدرك تمامًا التقدير الدقيق لقيمة SOC لحزمة بطارية الليثيوم للطاقة خلال دورة الحياة بأكملها.
يحتاج تأثير التحكم في توازن الطاقة بين الخلايا الفردية في حزمة البطارية إلى مزيد من التحسين.
وظائف التشخيص الذاتي والصيانة الذاتية لنظام إدارة البطارية لنفسه وحزمة البطارية ليست مثالية.
⑤ منتجات نظام إدارة البطاريات الحالية مستهدفة بشكل عام ، ونطاق الاستخدام محدود ، وقابلية النقل والتنوع ليست قوية بما فيه الكفاية.
