தொழில்துறை மற்றும் வர்த்தக ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்பானது, பேட்டரி அமைப்பு (BMS உட்பட), ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்பு (EMS), ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்பு (PCS), குளிரூட்டல், தீ பாதுகாப்பு அமைப்பு, கண்காணிப்பு மற்றும் எச்சரிக்கை அமைப்பு போன்றவற்றைக் கொண்டுள்ளது. இவற்றுள், ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்பின் மையக் கட்டுப்பாட்டு அலகுகளான BMS மற்றும் EMS ஆகியவை முறையே பேட்டரி மேலாண்மை மற்றும் ஆற்றல் மேலாண்மை ஆகிய முக்கியப் பொறுப்புகளை வகிக்கின்றன. மேலும், அவற்றின் செயல்பாடுகள், செயல்திறன் மற்றும் மென்பொருள், வன்பொருள் ஆகியவற்றின் பொருத்தம் ஆகியவை ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்பின் பயன்பாட்டுப் பாதுகாப்பு மற்றும் முதலீட்டின் மீதான வருவாய் ஆகியவற்றுடன் நேரடியாகத் தொடர்புடையவை.
பேட்டரி மேலாண்மை அமைப்பு (BMS)அமைப்பில் உள்ள உணர்திறன் செயல்பாடுகளைக் கவனித்து, பேட்டரி சேமிப்பு அமைப்புகளின் பாதுகாப்பு, நிலைத்தன்மை மற்றும் செயல்திறனை உறுதிசெய்ய அவற்றைக் கண்காணிக்கவும் கட்டுப்படுத்தவும் முடியும்.
ஆற்றல் மேலாண்மை அமைப்பு (EMS)அமைப்பில் முடிவெடுக்கும் பொறுப்புடைய இது, பொதுவாக லித்தியம் பேட்டரி ஆற்றல் சேமிப்பு மின் நிலையங்களுக்காகத் தொடங்கப்பட்ட, நிகழ்நேரக் கண்காணிப்பு மற்றும் கண்டறிதலைச் செயல்படுத்தும் ஒழுங்குமுறை மற்றும் கட்டுப்பாட்டு ஒருங்கிணைந்த ஆற்றல் மேலாண்மை அமைப்பைக் குறிக்கிறது.
சக்தி மாற்ற அமைப்பு (PCS)அமைப்பில் செயலாக்கத்திற்குப் பொறுப்பான இது, ஆற்றல் சேமிப்பு ஆலையின் ஒரு முக்கிய அங்கமாகும். இது மின்கலன்களின் மின்னேற்றம் மற்றும் மின்னிறக்கத்தைக் கட்டுப்படுத்துவதுடன், மின்கட்டமைப்பு இல்லாத நிலையில் ஏசி சுமைகளுக்கு நேரடியாக மின்சாரம் வழங்குவதற்காக ஏசி/டிசி மாற்றத்தையும் செய்கிறது.
பேட்டரி மேலாண்மை அமைப்பு (BMS)
BMS என்பதன் முழுப்பெயர் பேட்டரி மேலாண்மை அமைப்பு (Battery Management System) ஆகும், அதாவது பேட்டரி ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்பை நிர்வகிக்கப் பயன்படுத்தப்படும் துணை அமைப்பு.
செயல்பாடு
BMS ஆனது முக்கியமாக கண்காணிப்புத் தொகுதி, கட்டுப்பாட்டுத் தொகுதி, தொடர்புத் தொகுதி மற்றும் பிற பாகங்களைக் கொண்டுள்ளது. பேட்டரி மின்னழுத்தம், மின்னோட்டம், வெப்பநிலை, SOC மற்றும் பிற அளவுருக்கள் உட்பட, பேட்டரியின் நிலையை நிகழ்நேரத்தில் கண்காணித்து கட்டுப்படுத்துவதே இதன் முக்கியச் செயல்பாடாகும். மேலும், பேட்டரியின் பாதுகாப்பையும் ஆயுளையும் உறுதி செய்வதற்காக, BMS ஆனது பேட்டரியைப் பாதுகாத்து கட்டுப்படுத்தவும் செய்கிறது.
பேட்டரி அதிகப்படியாக மின்னேற்றம் அடைவதையும், மின்னிறக்கம் அடைவதையும் தடுப்பதன் மூலம், பேட்டரியின் சேவை ஆயுளை நீட்டித்து, அதன் பயன்பாட்டுத் திறனையும் மேம்படுத்துகிறது.
அதுமட்டுமின்றி, பேட்டரியின் நிலையைக் கண்காணிப்பதற்காக, BMS ஆனது தரவுப் பகுப்பாய்வுப் பணியையும் செய்கிறது; அது பேட்டரியின் SOC (மீதமுள்ள பேட்டரி திறன்) மற்றும் SOH (பேட்டரியின் ஆரோக்கிய நிலை) ஆகியவற்றைக் கணக்கிட்டுப் பகுப்பாய்வு செய்ய வேண்டும். மேலும், ஏதேனும் அசாதாரணத் தகவல் தென்பட்டால், அது சரியான நேரத்தில் தெரிவிக்கப்படும், இதன்மூலம் பேட்டரியில் அசாதாரண நிலை ஏற்பட்டிருப்பதை பயனர் உடனுக்குடன் அறிந்துகொள்வார்.
அடுக்கு விழிப்புணர்வு கட்டமைப்பு
பெரும்பாலான BMS அமைப்புகளில், மும்மடங்கு அடுக்குக் கட்டமைப்பு உள்ளது.
1. கீழ் அடுக்கு: ஸ்லேவ் BMU, இந்த அடுக்கின் முக்கியப் பணி பேட்டரி செல் மின்னழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலையைப் பெறுவதும், பேட்டரி சமப்படுத்தும் உத்தியைச் செயல்படுத்துவதும் ஆகும். பெறப்பட்ட தகவல்கள், பொதுவாக CAN அல்லது டேஸி செயின் தகவல்தொடர்பைப் பயன்படுத்தி, ஒரு தகவல்தொடர்பு இணைப்பு வழியாக இரண்டாம் அடுக்குடன் பரிமாறிக்கொள்ளப்படுகின்றன.
2. நடு அடுக்கு: முதன்மைக் கட்டுப்பாட்டு BCU. இந்த அடுக்கின் முக்கியப் பணிகள், கிளஸ்டர் மின்னழுத்தம், மின்னோட்டம் மற்றும் கிளஸ்டர் மின்காப்புத் தகவல்களைச் சேகரித்தல், பேட்டரி பேக் பாதுகாப்பிற்கான காண்டாக்டர்களைக் கட்டுப்படுத்துதல், முதல் நிலை BMU-விலிருந்து தகவல்களைச் சேகரித்தல் மற்றும் பேட்டரியின் நிலையை (SoX) மதிப்பிடுதல் ஆகியவை ஆகும். சேகரிக்கப்பட்ட தகவல்கள், பொதுவாக CAN அல்லது ஈதர்நெட்டைப் பயன்படுத்தி, ஒரு தகவல் தொடர்பு இணைப்பு வழியாக மூன்றாம் நிலைக்கு அனுப்பப்படுகின்றன.
3. மேல் நிலை: பேட்டரி கிளஸ்டர் மேலாண்மைக்கான பொதுக் கட்டுப்பாடு. இந்த நிலையின் முக்கிய செயல்பாடு, இரண்டாம் நிலை BCU-ஆல் அனுப்பப்படும் தகவல்களைச் சேகரித்து, அவற்றைச் சேமித்துக் காண்பிப்பது, நிகழ்நேர எச்சரிக்கை செயல்பாடு, பிரதான சர்க்யூட் பிரேக்கரின் கட்டுப்பாடு மற்றும் தொடர்பு பின்னூட்டச் செயல்பாடு, மற்றும் PCS, EMS மற்றும் உள்ளூர் கண்காணிப்புடன் நிகழ்நேரத் தொடர்புச் செயல்பாடு போன்றவை ஆகும்.
தொழில்நுட்பத் தேவைகள்
வாகன ஆற்றல் மின்கலத்திற்கான BMS உடன் ஒப்பிடுகையில், ஆற்றல் சேமிப்பு BMS மிகவும் சிக்கலான கட்டமைப்பைக் கொண்டுள்ளது.
முதலாவதாக, பேட்டரியின் கொள்ளளவு மற்றும் அதன் நிலைகள் வேறுபடுகின்றன; BMS-இன் மின்வழங்கல் நிலை அதிகமாக இருக்கும்போது, தொடர் மற்றும் இணை இணைப்புகளுக்கு அதிக பேட்டரிகள் தேவைப்படுகின்றன.
BMS-க்கு மின்கட்டமைப்பு இணைப்புக்கான தேவைகள் அதிகமாக உள்ளன. மின்கட்டமைப்புடனான இணைப்பில் உயர்வான தேவைகள் இருக்கின்றன. பவர் பேட்டரியானது, பேட்டரி மற்றும் வாகனத்தின் மின்னணு அமைப்புடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளதால், தொழில்நுட்பத் தேவைகள் குறைவாக உள்ளன.
சந்தை
BMS சந்தையில் வாகன உற்பத்தியாளர்கள், பவர் பேட்டரி உற்பத்தியாளர்கள் மற்றும் சுயாதீன BMS உற்பத்தியாளர்கள் என மூன்று முக்கிய வகையான நிறுவனங்கள் ஈடுபட்டுள்ளன. வாகன உற்பத்தியாளர்களும் பேட்டரி உற்பத்தியாளர்களும் சுயாதீன ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாடு அல்லது BMS வழங்குநர்களுடன் கூட்டு மேம்பாடு என்ற வடிவத்தில் வணிகத்தை மேற்கொள்கின்றனர். BYD, Ningde Times, Guoxuan Gaoke மற்றும் AVIC Li-power பேட்டரி உற்பத்தியாளர்கள் போன்ற பெரும்பாலான உள்நாட்டு முன்னணி பவர் பேட்டரி நிறுவனங்கள், பேட்டரி பேக்குகள் மற்றும் BMS தொகுப்புகளை வழங்குவதற்காக BMS+PACK வடிவமைப்பு முறையைப் பின்பற்றுகின்றன. சுயாதீன BMS உற்பத்தியாளர்களிடம் தற்போது அதிக எண்ணிக்கையிலான பங்கேற்பாளர்கள் உள்ளனர், மேலும் அவர்களின் BMS தயாரிப்பு வரிசையை பல தொழில்களுக்கு வழங்க முடியும்.
தற்போது, சீனாவின் BMS துறையின் முன்னணி நிறுவனங்கள் தெளிவான சாதகங்களைக் கொண்டுள்ளன. குறிப்பாக, 2022-ல், சீனாவின் முதல் பத்து உற்பத்தியாளர்களின் புதிய ஆற்றல் மின்கல BMS நிறுவல் திறன் பங்கு 76.1% ஆகும். அவற்றுள், முதல் மூன்று நிறுவனங்களான BYD, நிங்டே டைம்ஸ் மற்றும் டெஸ்லா ஆகியவை முறையே 26.4%, 16.9% மற்றும் 9% பங்கைக் கொண்டுள்ளன. இவை அனைத்தும் வாகன உற்பத்தியாளர்கள் மற்றும் மின்கல உற்பத்தியாளர்கள் ஆகும். சுயாதீன BMS உற்பத்தியாளர்களின் பங்கு ஒப்பீட்டளவில் குறைவாக உள்ளது. மேலும், சீனாவின் மிகப்பெரிய சுயாதீன BMS உற்பத்தியாளரான லி சின்நெங், பங்கு அடிப்படையில் நான்காவது இடத்தைப் பிடித்தாலும், அதன் ஒட்டுமொத்தப் பங்கு வெறும் 6.7% மட்டுமே.
அடிப்படை செயல்பாடுகளிலிருந்து மேம்பட்ட செயல்பாடுகளுக்கு நகர்தல்
1. அதிக நம்பகத்தன்மை
ஒவ்வொரு பேட்டரி யூனிட்டிற்கும் அதன் சொந்த கண்காணிப்பு மற்றும் கட்டுப்பாட்டு அமைப்பு இருப்பதால், பரவலாக்கப்பட்ட பேட்டரி மேலாண்மை அமைப்பின் (BMS) நம்பகத்தன்மை அதிகமாக உள்ளது. ஒரு பேட்டரி செயலிழந்தாலும், மற்ற பேட்டரிகள் தொடர்ந்து சாதாரணமாக இயங்கும், மேலும் அமைப்பின் ஒட்டுமொத்த செயல்திறனும் பெரிதாகப் பாதிக்கப்படாது.
2. பராமரிப்பதற்கும் மேம்படுத்துவதற்கும் எளிதானது
பரவலாக்கப்பட்ட பேட்டரி மேலாண்மை அமைப்பின் (BMS) கட்டமைப்பு ஒப்பீட்டளவில் எளிமையாக இருப்பதால், ஒவ்வொரு பேட்டரி கலமும் தனித்தனியாக இயங்க முடியும். எனவே, பராமரிப்பும் மேம்படுத்துதலும் ஒப்பீட்டளவில் எளிதாக உள்ளது. ஒரு பேட்டரி அலகு பழுதடைந்தவுடன், பராமரிப்பு மற்றும் மேம்படுத்துதலுக்காக முழு அமைப்பையும் நிறுத்த வேண்டிய அவசியமின்றி, அதை நேரடியாக மாற்ற முடியும்.
3. வலுவான நெகிழ்வுத்தன்மை
பரவலாக்கப்பட்ட பேட்டரி மேலாண்மை அமைப்பின் (BMS) கண்காணிப்பு மற்றும் கட்டுப்பாட்டு அமைப்பு ஒவ்வொரு பேட்டரி அலகிலும் பரவி இருப்பதால், இந்த அமைப்பு அதிக நெகிழ்வுத்தன்மை கொண்டது. ஒட்டுமொத்த பரவலாக்கப்பட்ட அமைப்பின் சிக்கலான தன்மையைக் கருத்தில் கொள்ளாமல், உண்மையான தேவைக்கு ஏற்ப பேட்டரி செல்களை அதிகரிக்கவோ அல்லது குறைக்கவோ முடியும்.
ஆற்றல் மேலாண்மை அமைப்பு (EMS)
ஆற்றல் மேலாண்மை அமைப்பு (EMS), முழு ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்பில் இதன் பங்கு மிகப் பெரியதாக இல்லாவிட்டாலும், இது முழு ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்பின் மிகவும் முக்கியமான மையக் கூறாகும். இது பொதுவாக, லித்தியம் மின்கல சேமிப்பு மின் நிலையத்தில் நிறுவப்பட்ட ஒரு ஒருங்கிணைந்த ஆற்றல் மேலாண்மை அமைப்பை ஒழுங்குபடுத்துவதையும் கட்டுப்படுத்துவதையும் குறிக்கிறது.
வழக்கறிஞர்
ஆற்றல் மேலாண்மை அமைப்பில் பல பகுதிகள் அடங்கியுள்ளன, அவை கீழே காட்டப்பட்டுள்ளன.
1. கண்காணிப்பு மற்றும் சேகரிப்பு: ஆற்றல் மேலாண்மை அமைப்பானது, ஆற்றல் சேமிப்பு நிலையத்தில் ஆற்றலின் உற்பத்தி, சேமிப்பு மற்றும் நுகர்வு ஆகியவற்றை உணர்விகள் மற்றும் அளவீட்டுக் கருவிகள் மூலம் நிகழ் நேரத்தில் கண்காணிக்கிறது. மின்கலத்தின் மின்னேற்றம் மற்றும் மின்னிறக்க நிலை, வெப்பநிலை, மின்னழுத்தம், மின்னோட்டம் மற்றும் பல உள்ளிட்ட பல்வேறு தரவுகளைச் சேகரிக்கும் திறன் இதற்கு உண்டு.
2. தரவுப் பகுப்பாய்வு மற்றும் உகப்பாக்கம்: ஆற்றல் அமைப்பின் செயல்பாட்டு நிலை மற்றும் செயல்திறனைப் புரிந்துகொள்வதற்காக, ஆற்றல் மேலாண்மை அமைப்பானது சேகரிக்கப்பட்ட தரவுகளைச் செயலாக்கிப் பகுப்பாய்வு செய்ய மேம்பட்ட தரவுப் பகுப்பாய்வுத் தொழில்நுட்பத்தைச் சார்ந்துள்ளது. தரவுப் பகுப்பாய்வின் மூலம், ஆற்றல் அமைப்பில் ஏற்படக்கூடிய சிக்கல்களை அடையாளம் கண்டு, மின்னேற்றம் மற்றும் மின்னிறக்க உத்திகளைச் சரிசெய்தல் மற்றும் ஆற்றல் பயன்பாட்டுத் திறனை உகப்பாக்குதல் போன்ற உகப்பாக்கப் பரிந்துரைகளை வழங்க முடியும்.
3. ஆற்றல் திட்டமிடல் மற்றும் கட்டுப்பாடு: ஆற்றல் மேலாண்மை அமைப்பானது, நிகழ்நேர ஆற்றல் தேவை மற்றும் அமைப்புச் செயல்பாட்டின் அடிப்படையில் ஆற்றலை புத்திசாலித்தனமாகத் திட்டமிட்டுக் கட்டுப்படுத்த முடியும். இது, ஆற்றலின் திறமையான பயன்பாடு மற்றும் சேமிப்பை உணரும் பொருட்டு, தேவை முன்னறிவிப்பு, மின்சார விலை நிலவரம், மின்கட்டமைப்புச் சுமை மற்றும் பிற காரணிகளுக்கு ஏற்ப ஆற்றல் சேமிப்பு வசதிகளின் மின்னேற்றம் மற்றும் மின்னிறக்கச் செயல்பாடுகளை முறையாக ஒழுங்குபடுத்துகிறது.
4. பழுதைக் கண்டறிதல் மற்றும் பாதுகாப்பு: ஆற்றல் சேமிப்பு நிலையத்தின் பாதுகாப்பான செயல்பாட்டிற்கு உத்தரவாதம் அளிக்கும் வகையில், ஆற்றல் மேலாண்மை அமைப்பானது, மின்கலத்தின் அதிகப்படியான மின்னிறக்கம், அதிகப்படியான மின்னேற்றம் மற்றும் வெப்பநிலை அசாதாரணம் போன்ற பழுது நிலைகளை சரியான நேரத்தில் கண்டறிந்து எச்சரிக்கை செய்யும். அதே நேரத்தில், ஆற்றல் சேமிப்பு நிலையங்களின் தொலைநிலைக் கட்டுப்பாடு மற்றும் பாதுகாப்பைச் செயல்படுத்துவதற்காக, இதை விநியோக வலையமைப்பு அமைப்புடன் இணைக்கவும் முடியும்.
செயல்பாட்டு உத்தி மற்றும் கட்டுப்பாட்டு உத்தி வடிவமைப்பை மேம்படுத்துவதே முக்கிய அம்சமாகும்.
உகந்த செயல்பாட்டு உத்தி மற்றும் கட்டுப்பாட்டு உத்தியை வடிவமைப்பதே EMS தயாரிப்புகளின் மையக் கருவும் சவாலும் ஆகும்.
ஆற்றல் சேமிப்பின் மின்னேற்றம் மற்றும் மின்னிறக்கப் பண்புகள், ஆற்றல் சேமிப்பு அலகின் மின்னேற்றம் மற்றும் மின்னிறக்கச் செலவுகள், மற்றும் ஆற்றல் சேமிப்புப் பயன்பாட்டுப் பயன்கள் ஆகியவற்றைக் கருத்தில் கொண்டும், மின்கட்டமைப்பு விநியோகக் கட்டுப்பாட்டுத் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்யும் முன்நிபந்தனையின் கீழும், உகந்த செயல்பாட்டு மற்றும் கட்டுப்பாட்டு உத்திகளை வடிவமைப்பது, ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்பின் செயல்பாட்டின் பொருளாதாரப் பயன்களை அதிகரிக்கவும் பல்வேறு தொழில்நுட்பக் குறியீடுகளை மேம்படுத்தவும் உதவும்.
EMS தயாரிப்புகள் பொதுவாக ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்புக்கும் உயர்நிலை தகவல் அமைப்புகளுக்கும் இடையே ஒரு பாலமாகச் செயல்படுகின்றன.
ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்பானது, EMS மூலம் கட்டமைப்பு திட்டமிடல், மெய்நிகர் மின் நிலைய திட்டமிடல், “ஆதாரம்-கட்டமைப்பு-சுமை-சேமிப்பு” தொடர்பு போன்றவற்றில் இணைய முடியும்.
EMS தயாரிப்புகள், மின்கட்டமைப்பு திட்டமிடல் மற்றும் பிற நெருங்கிய ஒருங்கிணைப்புகளைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் அவற்றின் செயல்பாடுகளில் ஒரு குறிப்பிட்ட ஒற்றுமை உள்ளது. ஒரு நிறுவனம் மின்கட்டமைப்பின் இயக்கப் பண்புகளைப் புரிந்துகொள்ள வேண்டும். மின்கட்டமைப்புப் பக்கத்தில் ஆழமாக ஆராயும் தகவல் தொழில்நுட்ப நிறுவனங்கள், தாங்கள் திரட்டி வைத்துள்ள அறிவுத்திறனிலிருந்து, மறுபயன்பாட்டுத் திறனை உருவாக்க முடியும் என்பதால், அது ஒரு குறிப்பிட்ட நன்மையைக் கொண்டுள்ளது.
