11 דרישות טכניות למערכת ניהול סוללות BMS
1. דרישות בטיחות
הגנת טעינת יתר: מונעת מהמתח של הסוללה לחרוג מהמגבלה הבטוחה במהלך הטעינה.
הגנה מפני פריקת יתר: מונעת מהמתח של הסוללה לרדת מתחת לגבול הבטיחות במהלך הפריקה.
הגנה מפני קצר חשמלי: ניטור בזמן אמת וניתוק חשמל מהיר למניעת נזקים הנגרמים מקצרים.
הגנת טמפרטורת יתר: עקוב אחר טמפרטורת הסוללה ונקוט באמצעים מתאימים במקרה של התחממות יתר (כגון הפחתת כוח הטעינה או הפסקת חשמל).
2. דרישות דיוק ניטור
ניטור מתח: למדידת המתח של כל תא סוללה יש דיוק גבוה, בדרך כלל בטווח של ± 1%.
ניטור זרם: חיישני זרם בעלי יכולות תגובה דינמיות גבוהות ויכולים לנטר במדויק זרמי טעינה ופריקה בזמן אמת.
ניטור טמפרטורה: נדרשים חיישני טמפרטורה מרובים כדי לנטר את שינויי הטמפרטורה של ערכת הסוללות.
3. דרישות ניהול מאוזנות
אסטרטגיית איזון: הטמע תוכניות איזון יעילות (פאסיביות או אקטיביות) כדי להבטיח עקביות בכמות החשמל בין תאי הסוללה.
יעילות שיווי משקל: יש למזער את אובדן האנרגיה במהלך תהליך שיווי המשקל ככל האפשר כדי לשפר את היעילות הכוללת של המערכת.
4. דרישות תקשורת
פרוטוקול תקשורת: תומך במספר פרוטוקולי תקשורת (כגון CAN, RS485, MODBUS וכו') להחלפת נתונים עם מכשירים חיצוניים (כגון מטענים, ממירים ומערכות ניטור).
קצב העברת נתונים: הבטח שידור נתונים בזמן אמת ועמידה בדרישות למהירות תגובה.
5. יכולת עיבוד נתונים
אומדן מצב: אומדן בזמן אמת של מצב הטעינה (SOC) ומצב הבריאות (SOH) של הסוללה.
רישום וניתוח נתונים: עם פונקציות רישום וניתוח נתונים, זה עוזר למשתמשים להבין את השימוש והביצועים של סוללות.
6. יכולת נגד הפרעות
תאימות אלקטרומגנטית (EMC): ודא ש-BMS פועל כרגיל בסביבת הפרעות אלקטרומגנטיות, הימנעות מפעולה שגויה הנגרמת על ידי הפרעות.
עמיד למים ואבק: ביישומים מסוימים, BMS צריך להיות בעל יכולות מסוימות עמיד למים ואבק כדי להסתגל לסביבות קשות.
7. אמינות ויציבות
זיהוי תקלות: בעל יכולת אבחון עצמי וזיהוי תקלות, מסוגל לזהות ולדווח על תקלות בזמן.
מנגנון סבילות לתקלות: במקרה של תקלות חלקיות, המערכת אמורה להיות מסוגלת להמשיך לעבוד בבטחה ולהפחית את ההשפעה על המערכת הכוללת.
8. תאימות ומדרגיות
עיצוב מודולרי: ל-BMS צריך להיות עיצוב מודולרי טוב שקל להרחיב ולשדרג.
מספר סוגי סוללות נתמכים: מסוגל להיות תואם לסוגים שונים של סוללות (כגון ליתיום-יון, עופרת-חומצה וכו').
9. דרישות ממשק משתמש
ממשק משתמש ידידותי: מספק ממשק תצוגה ותפעול אינטואיטיבי, מה שהופך אותו לנוח למשתמשים לנטר ולפעול.
תפקוד אזעקה והנחיות: כאשר מתרחשים מצבים חריגים, מונפקות אזעקות והנחיות בזמן כדי להבטיח שהמשתמשים יוכלו לטפל בבעיה בזמן.
10. דרישות התייעלות אנרגטית
אופטימיזציה של צריכת אנרגיה: צריכת החשמל של BMS עצמה צריכה להיות נמוכה ככל האפשר כדי לשפר את יעילות האנרגיה הכוללת ואת חיי הסוללה.
הדרישות הטכניות יחד מהוות את הבסיס העיצובי של מערכת ניהול הסוללות, מה שמבטיח את פעולתה הבטוחה, היעילה והאמינה בתנאי עבודה שונים. במהלך תהליך הפעולה הספציפי, יש לבצע התאמות ואופטימיזציות בהתאם לדרישות האפליקציה הספציפיות ולסביבת השימוש.
12 תחומי יישום של BMS
מערכת ייצור ואגירת אנרגיה חדשה: בתחום ייצור אנרגיה חדשה, כגון אנרגיית שמש, אנרגיית רוח ועוד, היא מבטיחה אגירה ושחרור בטוחים ויעילים של אנרגיה חשמלית ומשפרת את יעילות ניצול האנרגיה.
מערכת Microgrid: ב-micgrids, BMS משמשת כאחד ממרכיבי הליבה לייעול התזמון והניהול של אנרגיה מבוזרת, תוך הבטחת פעולה יציבה של מערכת המיקרוגריד.
אחסון אנרגיה של תחנת בסיס תקשורת ניידת: תחנת בסיס התקשורת הניידת מספקת תמיכה בכוח גיבוי כדי להבטיח את הפעולה היציבה של רשת התקשורת, ומספקת ערבות אספקת חשמל קריטית במקרה של חוסר יציבות ברשת החשמל או הפסקת חשמל.
מערכת אגירת אנרגיה ביתית: במערכת אגירת האנרגיה הביתית, נעשה שימוש בציוד לייצור חשמל מבוזר כגון פאנלים סולאריים להשגת עמידה עצמית בצריכת החשמל הביתית ובניהול האנרגיה.
תשתית טעינת רכב חשמלי: בתחנות הטענה לרכב חשמלי, לא רק שתהליך הטעינה בטוח, אלא גם היציבות וביצועי הטעינה של רשת החשמל משתפרים באמצעות מערכות אחסון אנרגיה.
יישומי אגירת אנרגיה תעשייתית: בתחום התעשייתי, BMS משמש במערכות אחסון אנרגיה כדי להשיג גילוח שיא של חשמל, לייעל את חשבונות החשמל ולשמש כמקור כוח גיבוי.
אחסון אנרגיה ברשת ותחנת כוח: משמש בצד הרשת לוויסות תדרים, התאמה דינמית למקורות חשמל לסירוגין ושינויי עומס וכמקור כוח גיבוי לרשת.
13 ניתוח שוק BMS
מצב האנרגיה ברקע של "פחמן כפול" קידם את הצמיחה המהירה של שוק ה-BMS לאחסון אנרגיה, שכן לייצור האנרגיה החדש של סין+אחסון אנרגיה מרכזי, אחסון אנרגיה מבוזר+ערימות טעינה יש ביקוש עצום למערכות אחסון אנרגיה. כיום ישנם ספקי BMS בשוק אחסון האנרגיה, לרבות יצרני סוללות, יצרני BMS רכבי אנרגיה חדשים, יצרני PCS ואינטגרטורים מקצועיים, וכן חברות המתמחות במחקר ופיתוח של BMS לאחסון אנרגיה. הקיבולת המותקנת של מערכת אגירת האנרגיה בסין צפויה לשמור על מגמת צמיחה יציבה בעתיד, והשווקים לאחסון אנרגיה של סוללות ליתיום ואחסון אנרגיה ביתי צפויים לקבל קצב צמיחה שנתי מורכב של כ-50% בחמש השנים הקרובות .
מונע על ידי מגמה זו, צפוי ששוק ה-BMS לאחסון אנרגיה יתרחב במהירות בקצב צמיחה שנתי של כ-50% בחמש השנים הקרובות, ויגיע לקנה מידה של עשרות מיליארדי יואן עד 2027.
14 המצב הנוכחי והמגמות העתידיות של BMS
סיווג יצרנים העוסקים בייצור BMS
1. יצרני רכב (משתמשי קצה)
ליצרנים אלה יש יכולות דומיננטיות ב-BMS של סוללת כוח.
בחו"ל: כמו ג'נרל מוטורס, טסלה וכו'.
מקומי: כגון BYD, Huating Power וכו'.
2. מפעל סוללות
כולל יצרני תאי סוללה ויצרני PACK.
מפעלים מייצגים: Samsung, CATL, Xinwangda, Desai Battery, Tuobang Co., Ltd., Beijing Plaid וכו'.
3. יצרן BMS מקצועי
ליצרנים אלה יש לרוב שנים של ניסיון בטכנולוגיית אלקטרוניקה כוח ויש להם צוותי מחקר ופיתוח עם רקע אוניברסיטאי או ארגוני קשור.
מפעלים מייצגים: Yineng Electronics, Hangzhou Gaote Electronics, Xieneng Technology, Sci Tech Electronics וכו'.
מצב שוק של סוללת אחסון אנרגיה BMS
בניגוד לסוללת כוח BMS, אותה מובילים יצרני רכב, משתמשי הקצה של סוללות אחסון אנרגיה טרם השתתפו במחקר וייצור של BMS. שוק אגירת האנרגיה עדיין בשלביו הראשונים וחסרים בו שחקנים חשובים בעלי יתרונות מוחלטים, מה שמותיר מקום לפיתוח למפעלי סוללות ויצרנים המתמקדים ב-BMS לאחסון אנרגיה.
אם שוק אגירת האנרגיה יוקם, הוא יספק הזדמנויות עצומות למפעלי סוללות ויצרני BMS מקצועיים לשחק והתנגדות תחרותית פחות.
המצב הנוכחי של יצרני BMS מקצועיים
כיום יש מעט יצרנים מקצועיים המתמקדים בפיתוח BMS לאחסון אנרגיה, בעיקר בשל ספקות בשוק לגבי הפיתוח העתידי של אגירת אנרגיה. יצרנים רבים רוכשים BMS לרכב חשמלי עבור סוללות אחסון אנרגיה, מה שמצביע על כך שיצרני BMS לרכב חשמלי עשויים להפוך לספקים חשובים לפרויקטים של אחסון אנרגיה בעתיד.
כיוון פיתוח סטנדרטיזציה ומודולריזציה
נכון לעכשיו, קיים חוסר בסטנדרטים מאוחדים עבור BMS המסופקים על ידי ספקים שונים של מערכות אחסון אנרגיה, עם עיצובים והגדרות שונות. אלגוריתם ה-SOX, טכנולוגיית האיזון ותוכן נתוני התקשורת המותאם לסוללה עשויים להשתנות. הבדל זה מגדיל את עלויות היישום ואינו תורם לפיתוח תעשייתי. לכן, סטנדרטיזציה ומודולריזציה של BMS יהיו כיווני פיתוח חשובים בעתיד.