بیٹری مینجمنٹ سسٹم بی ایم ایس نالج اینڈ فنکشن، ایک تعارف

بی ایم ایس کا پورا نام بیٹری مینجمنٹ سسٹم ہے۔یہ ایک ایسا آلہ ہے جو توانائی ذخیرہ کرنے والی بیٹریوں کی حالت پر نظر رکھتا ہے۔یہ بنیادی طور پر انفرادی بیٹری سیلز کے ذہین انتظام اور دیکھ بھال کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، بیٹریوں کو زیادہ چارج کرنے اور اوور ڈسچارجنگ کو روکنے، بیٹری کی زندگی کو بڑھانے، اور بیٹری کی حیثیت کی نگرانی کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔عام طور پر، BMS کو سرکٹ بورڈ یا ہارڈویئر باکس کے طور پر دکھایا جاتا ہے۔

 

بی ایم ایس بیٹری انرجی سٹوریج سسٹم کے بنیادی ذیلی نظاموں میں سے ایک ہے، جو بیٹری انرجی سٹوریج یونٹ میں ہر بیٹری کی آپریٹنگ سٹیٹس کی نگرانی اور انرجی سٹوریج یونٹ کے محفوظ اور قابل اعتماد آپریشن کو یقینی بنانے کے لیے ذمہ دار ہے۔BMS حقیقی وقت میں انرجی سٹوریج بیٹری کے اسٹیٹس پیرامیٹرز کی نگرانی اور جمع کر سکتا ہے (بشمول لیکن ان تک محدود نہیں ہے سنگل سیل وولٹیج، بیٹری پول کا درجہ حرارت، بیٹری لوپ کرنٹ، بیٹری پیک ٹرمینل وولٹیج، بیٹری سسٹم کی موصلیت مزاحمت وغیرہ)، اور مزید سسٹم اسٹیٹس ایویلیویشن پیرامیٹرز حاصل کرنے کے لیے متعلقہ اسٹیٹس کے پیرامیٹرز پر ضروری تجزیہ اور حساب کتاب کریں۔یہ پوری بیٹری انرجی سٹوریج یونٹ کے محفوظ اور قابل اعتماد آپریشن کو یقینی بنانے کے لیے مخصوص حفاظتی کنٹرول کی حکمت عملیوں کے مطابق خود توانائی ذخیرہ کرنے والی بیٹری کا موثر کنٹرول بھی حاصل کر سکتا ہے۔ایک ہی وقت میں، BMS دیگر بیرونی آلات (PCS، EMS، فائر پروٹیکشن سسٹم، وغیرہ) کے ساتھ اپنے مواصلاتی انٹرفیس اور اینالاگ/ڈیجیٹل ان پٹ انٹرفیس کے ذریعے بات چیت کر سکتا ہے تاکہ پوری توانائی ذخیرہ کرنے کی طاقت میں مختلف ذیلی نظاموں کا ربط کنٹرول بنایا جا سکے۔ اسٹیشن، پاور اسٹیشن کے محفوظ، قابل اعتماد، اور موثر گرڈ سے منسلک آپریشن کو یقینی بناتا ہے۔

2) فن تعمیر

ٹوپولوجی فن تعمیر کے نقطہ نظر سے، BMS کو دو قسموں میں تقسیم کیا گیا ہے: مرکزی اور مختلف پروجیکٹ کی ضروریات کے مطابق تقسیم۔

 

مرکزی BMS

سیدھے الفاظ میں، مرکزی BMS تمام خلیات کو جمع کرنے کے لیے ایک ہی BMS ہارڈویئر کا استعمال کرتا ہے، جو چند خلیات والے منظرناموں کے لیے موزوں ہے۔

سنٹرلائزڈ بی ایم ایس میں کم قیمت، کمپیکٹ ڈھانچہ، اور اعلی وشوسنییتا کے فوائد ہیں، اور عام طور پر کم صلاحیت، کم کل دباؤ، اور چھوٹے بیٹری سسٹم والیوم، جیسے پاور ٹولز، روبوٹس (ہینڈلنگ روبوٹس، معاون روبوٹس) کے ساتھ استعمال کیا جاتا ہے۔ IOT سمارٹ ہومز (سویپنگ روبوٹس، الیکٹرک ویکیوم کلینر)، الیکٹرک فورک لفٹ، الیکٹرک کم رفتار گاڑیاں (الیکٹرک سائیکلیں، الیکٹرک موٹر سائیکلیں، الیکٹرک سیر سینگ کاریں، الیکٹرک پیٹرول کاریں، الیکٹرک گالف کارٹس وغیرہ)، اور ہلکی ہائبرڈ گاڑیاں۔

مرکزی BMS ہارڈویئر کو ہائی وولٹیج اور کم وولٹیج والے علاقوں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ہائی وولٹیج کا علاقہ سنگل سیل وولٹیج، سسٹم کل وولٹیج، اور موصلیت کی مزاحمت کی نگرانی کے لیے ذمہ دار ہے۔کم وولٹیج والے علاقے میں پاور سپلائی سرکٹس، CPU سرکٹس، CAN کمیونیکیشن سرکٹس، کنٹرول سرکٹس وغیرہ شامل ہیں۔

چونکہ مسافر گاڑیوں کا پاور بیٹری سسٹم اعلیٰ صلاحیت، زیادہ کل دباؤ اور بڑے حجم کی طرف ترقی کرتا رہتا ہے، تقسیم شدہ BMS آرکیٹیکچرز بنیادی طور پر پلگ ان ہائبرڈ اور خالص الیکٹرک گاڑیوں کے ماڈلز میں استعمال ہوتے ہیں۔

تقسیم شدہ BMS

فی الحال، صنعت میں تقسیم شدہ BMS کے لیے مختلف شرائط ہیں، اور مختلف کمپنیوں کے مختلف نام ہیں۔پاور بیٹری BMS میں زیادہ تر ماسٹر غلام دو درجے کا فن تعمیر ہوتا ہے:

 

انرجی سٹوریج BMS عام طور پر بیٹری پیک کے بڑے سائز کی وجہ سے تین درجے کا فن تعمیر ہوتا ہے، جس میں غلام اور مین کنٹرول لیئرز کے اوپر ایک ماسٹر کنٹرول لیئر ہوتا ہے۔

جس طرح بیٹریاں بیٹری کلسٹرز بناتی ہیں، جو بدلے میں ڈھیر بناتی ہیں، تین درجے کا BMS بھی اسی اوپر کی طرف اصول کی پیروی کرتا ہے:

کنٹرول سے: بیٹری مینجمنٹ یونٹ (BMU)، جو انفرادی بیٹریوں سے معلومات اکٹھا کرتا ہے۔

بیٹری سیل کے وولٹیج اور درجہ حرارت کی نگرانی کریں۔

پیکیج میں بیٹری کی مساوات

معلومات اپ لوڈ کریں۔

تھرمل مینجمنٹ

غیر معمولی الارم

ماسٹر کنٹرول: بیٹری کلسٹر مینجمنٹ یونٹ: BCU (بیٹری کلسٹر یونٹ، جسے ہائی وولٹیج مینجمنٹ یونٹ HVU، BCMU، وغیرہ بھی کہا جاتا ہے)، BMU معلومات جمع کرنے اور بیٹری کلسٹر کی معلومات جمع کرنے کا ذمہ دار ہے۔

بیٹری کلسٹر کرنٹ ایکوزیشن، کل وولٹیج کا حصول، رساو کا پتہ لگانا

جب بیٹری کی حالت غیر معمولی ہو تو پاور آف تحفظ

بی ایم ایس کے انتظام کے تحت، بعد میں چارجنگ اور ڈسچارج مینجمنٹ کی بنیاد کے طور پر صلاحیت کیلیبریشن اور ایس او سی کیلیبریشن کو الگ سے مکمل کیا جا سکتا ہے۔

بیٹری اری مینجمنٹ یونٹ (BAU) پورے توانائی کے ذخیرہ کرنے والے بیٹری اسٹیک میں بیٹریوں کے مرکزی انتظام کے لیے ذمہ دار ہے۔یہ بیٹری کے مختلف کلسٹر مینجمنٹ یونٹس سے جڑتا ہے اور بیٹری کی صف کی آپریٹنگ حیثیت کے بارے میں رائے فراہم کرنے کے لیے دیگر آلات کے ساتھ معلومات کا تبادلہ کرتا ہے۔

بیٹری سرنی کی چارجنگ اور ڈسچارجنگ کا انتظام

BMS سسٹم خود چیکنگ اور غلطی کی تشخیص کا الارم

بیٹری پیک کی خرابی کی تشخیص کا الارم

بیٹری کی صف میں مختلف اسامانیتاوں اور خرابیوں کے لیے حفاظتی تحفظ

دیگر آلات جیسے PCS اور EMS کے ساتھ بات چیت کریں۔

ڈیٹا اسٹوریج، ٹرانسمیشن اور پروسیسنگ

بیٹری مینجمنٹ پرت: انفرادی بیٹریوں کی مختلف معلومات (وولٹیج، درجہ حرارت) جمع کرنے، بیٹریوں کے SOC اور SOH کا حساب لگانے اور تجزیہ کرنے، انفرادی بیٹریوں کی فعال برابری حاصل کرنے، اور بیٹری پیک یونٹ پرت BCMU میں انفرادی بیٹریوں کی غیر معمولی معلومات کو اپ لوڈ کرنے کے لیے ذمہ دار ہے۔CAN بیرونی مواصلات کے ذریعے، یہ ایک گل داؤدی زنجیر کے ذریعے آپس میں جڑا ہوا ہے۔

بیٹری مینجمنٹ پرت: BMU کے ذریعے اپ لوڈ کردہ انفرادی بیٹریوں سے مختلف معلومات اکٹھا کرنے، بیٹری پیک (پیک وولٹیج، پیک درجہ حرارت)، بیٹری پیک چارجنگ اور ڈسچارج کرنٹ، بیٹری پیک کے SOC اور SOH کا حساب لگانے اور تجزیہ کرنے کے لیے مختلف معلومات جمع کرنے کا ذمہ دار۔ ، اور تمام معلومات کو بیٹری کلسٹر یونٹ پرت BAMS پر اپ لوڈ کرنا۔CAN بیرونی مواصلات کے ذریعے، یہ ایک گل داؤدی زنجیر کے ذریعے آپس میں جڑا ہوا ہے۔

بیٹری کلسٹر مینجمنٹ پرت: BCMU کی طرف سے اپ لوڈ کردہ بیٹری کی مختلف معلومات کو جمع کرنے اور RJ45 انٹرفیس کے ذریعے توانائی ذخیرہ کرنے والے EMS سسٹم پر تمام معلومات اپ لوڈ کرنے کے لیے ذمہ دار ہے۔بیٹری کی متعلقہ غیر معمولی معلومات PCS (CAN یا RS485 انٹرفیس) کو بھیجنے کے لیے PCS کے ساتھ بات چیت کرنا، اور PCS کے ساتھ بات چیت کرنے کے لیے ہارڈویئر ڈرائی نوڈس سے لیس۔اس کے علاوہ، یہ بیٹری سسٹم بی ایس ای (بیٹری اسٹیٹ تخمینہ) کی تشخیص، برقی نظام کی حالت کا پتہ لگانے، کنٹیکٹر مینجمنٹ، تھرمل مینجمنٹ، آپریشن مینجمنٹ، چارجنگ مینجمنٹ، تشخیصی انتظام، اور اندرونی اور بیرونی مواصلاتی نیٹ ورک مینجمنٹ کو انجام دیتا ہے۔CAN کے ذریعے ماتحتوں کے ساتھ بات چیت کرتا ہے۔

3) BMS کیا کرتا ہے؟

BMS کے افعال بے شمار ہیں، لیکن بنیادی اور جس کے بارے میں ہم سب سے زیادہ فکر مند ہیں وہ تین پہلو ہیں:

ایک سینسنگ (ریاست کا انتظام) ہے، جو بی ایم ایس کا بنیادی کام ہے۔یہ وولٹیج، مزاحمت، درجہ حرارت کی پیمائش کرتا ہے اور بالآخر بیٹری کی حالت کو محسوس کرتا ہے۔ہم یہ جاننا چاہتے ہیں کہ بیٹری کی حالت کیا ہے، اس میں کتنی توانائی اور صلاحیت ہے، یہ کتنی صحت مند ہے، کتنی طاقت پیدا کرتی ہے، اور یہ کتنی محفوظ ہے۔یہ احساس ہے۔

دوسرا مینجمنٹ (بیلنس مینجمنٹ) ہے۔کچھ لوگ کہتے ہیں کہ بی ایم ایس بیٹری کی آیا ہے۔پھر یہ آیا اس کا انتظام کرے۔کیا انتظام کرنا ہے؟یہ بیٹری کو ہر ممکن حد تک اچھا بنانا ہے۔سب سے بنیادی بیلنس مینجمنٹ اور تھرمل مینجمنٹ ہے۔

تیسرا تحفظ (حفاظتی انتظام) ہے۔آیا کو بھی کوئی کام کرنا ہے۔اگر بیٹری کی کوئی حیثیت ہے تو اسے محفوظ کرنے کی ضرورت ہے اور الارم بجانے کی ضرورت ہے۔

بلاشبہ، مواصلاتی انتظام کا ایک جزو بھی ہے جو مخصوص پروٹوکولز کے ذریعے سسٹم کے اندر یا باہر ڈیٹا منتقل کرتا ہے۔

بی ایم ایس کے بہت سے دوسرے کام ہیں، جیسے آپریشن کنٹرول، موصلیت کی نگرانی، تھرمل مینجمنٹ وغیرہ، جن پر یہاں بات نہیں کی گئی ہے۔

 

3.1 ادراک - پیمائش اور تخمینہ

بی ایم ایس کا بنیادی کام بیٹری کے پیرامیٹرز کی پیمائش اور تخمینہ لگانا ہے، بشمول بنیادی پیرامیٹرز جیسے وولٹیج، کرنٹ، درجہ حرارت، اور حالت، نیز بیٹری اسٹیٹ ڈیٹا جیسے SOC اور SOH کا حساب۔پاور بیٹریوں کے شعبے میں SOP (طاقت کی حالت) اور SOE (توانائی کی حالت) کے حسابات بھی شامل ہیں، جن پر یہاں بحث نہیں کی گئی ہے۔ہم پہلے دو زیادہ وسیع پیمانے پر استعمال ہونے والے ڈیٹا پر توجہ مرکوز کریں گے۔

سیل کی پیمائش

1) بنیادی معلومات کی پیمائش: بیٹری مینجمنٹ سسٹم کا سب سے بنیادی کام انفرادی بیٹری سیلز کے وولٹیج، کرنٹ اور درجہ حرارت کی پیمائش کرنا ہے، جو کہ بیٹری مینجمنٹ سسٹم میں تمام اعلیٰ سطحی حسابات اور کنٹرول منطق کی بنیاد ہے۔

2) موصلیت کی مزاحمت کی جانچ: پورے بیٹری سسٹم اور بیٹری مینجمنٹ سسٹم کے اندر ہائی وولٹیج سسٹم کے لیے موصلیت کی جانچ کی ضرورت ہے۔

3) ہائی وولٹیج انٹر لاک ڈٹیکشن (HVIL): پورے ہائی وولٹیج سسٹم کی سالمیت کی تصدیق کرنے اور ہائی وولٹیج سسٹم لوپ کی سالمیت سے سمجھوتہ کرنے پر حفاظتی اقدامات شروع کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

SOC کا حساب کتاب

SOC سے مراد سٹیٹ آف چارج ہے، جو کہ بیٹری کی بقیہ صلاحیت ہے۔سیدھے الفاظ میں، یہ ہے کہ بیٹری میں کتنی طاقت باقی ہے۔

SOC BMS میں سب سے اہم پیرامیٹر ہے، کیونکہ باقی سب کچھ اس پر مبنی ہے۔لہذا، اس کی درستگی اور مضبوطی (جسے غلطی کی اصلاح کی صلاحیت بھی کہا جاتا ہے) انتہائی اہم ہیں۔درست SOC کے بغیر، حفاظتی فنکشن کی کوئی مقدار BMS کو صحیح طریقے سے کام نہیں کر سکتی، کیونکہ بیٹری اکثر محفوظ حالت میں ہوتی ہے، جس سے بیٹری کی زندگی کو بڑھانا ناممکن ہو جاتا ہے۔

اس وقت، مرکزی دھارے کے SOC تخمینہ کے طریقوں میں اوپن سرکٹ وولٹیج کا طریقہ، موجودہ انضمام کا طریقہ، کلمان فلٹر کا طریقہ، اور نیورل نیٹ ورک کا طریقہ شامل ہے۔پہلے دو طریقے عام طور پر استعمال ہوتے ہیں۔مؤخر الذکر دو طریقوں میں انٹیگریشن ماڈلز اور مصنوعی ذہانت جیسے جدید علم شامل ہیں، جن کی تفصیل یہاں نہیں ہے۔

عملی ایپلی کیشنز میں، ایک سے زیادہ الگورتھم اکثر مجموعہ میں استعمال کیے جاتے ہیں، بیٹری کے چارج ہونے اور خارج ہونے کی کیفیت کے لحاظ سے مختلف الگورتھم اپنائے جاتے ہیں۔

اوپن سرکٹ وولٹیج کا طریقہ

اوپن سرکٹ وولٹیج کے طریقہ کار کا اصول یہ ہے کہ اوپن سرکٹ وولٹیج اور SOC کے درمیان نسبتاً فکسڈ فنکشنل رشتہ کو بیٹری کی طویل مدتی جامد جگہ کی شرط کے تحت استعمال کیا جائے، اور اس طرح اوپن سرکٹ وولٹیج کی بنیاد پر SOC کا تخمینہ لگایا جائے۔پہلے عام طور پر استعمال ہونے والی لیڈ ایسڈ بیٹری الیکٹرک سائیکل SOC کا تخمینہ لگانے کے لیے اس طریقہ کو استعمال کرتی ہے۔اوپن سرکٹ وولٹیج کا طریقہ آسان اور آسان ہے، لیکن اس کے بہت سے نقصانات بھی ہیں:

1. بیٹری کو زیادہ دیر تک کھڑا رہنے دینا چاہیے، ورنہ کھلے سرکٹ وولٹیج کو مختصر وقت میں مستحکم کرنا مشکل ہو جائے گا۔

2. بیٹریوں میں وولٹیج کی سطح مرتفع ہوتی ہے، خاص طور پر لیتھیم آئرن فاسفیٹ بیٹریاں، جہاں SOC30%-80% رینج کے دوران ٹرمینل وولٹیج اور SOC وکر تقریباً لکیری ہوتے ہیں۔

3. بیٹری مختلف درجہ حرارت یا زندگی کے مختلف مراحل پر ہے، اور اگرچہ اوپن سرکٹ وولٹیج ایک جیسا ہے، اصل SOC فرق بڑا ہو سکتا ہے۔

جیسا کہ نیچے دی گئی تصویر میں دکھایا گیا ہے، جب ہم اس الیکٹرک سائیکل کو استعمال کرتے ہیں، اگر موجودہ SOC 100% کے طور پر ظاہر ہوتا ہے، تو تیز ہونے پر وولٹیج گر ​​جاتا ہے، اور پاور 80% کے طور پر ظاہر ہو سکتی ہے۔جب ہم تیز ہونا بند کر دیتے ہیں، تو وولٹیج بڑھ جاتا ہے، اور پاور واپس 100% تک پہنچ جاتی ہے۔لہذا ہمارے الیکٹرک سکوٹر کا پاور ڈسپلے درست نہیں ہے۔جب ہم روکتے ہیں تو اس میں طاقت ہوتی ہے لیکن جب ہم شروع کرتے ہیں تو اس کی طاقت ختم ہوجاتی ہے۔یہ بیٹری کے ساتھ کوئی مسئلہ نہیں ہوسکتا ہے، لیکن بی ایم ایس کے ایس او سی الگورتھم کے بہت آسان ہونے کی وجہ سے ہوسکتا ہے۔

این شی انٹیگرل طریقہ

Anshicontinuous انضمام کا طریقہ SOC کی تعریف کے ذریعے حقیقی وقت میں SOC قدر کا براہ راست حساب لگاتا ہے۔

ابتدائی SOC ویلیو کو دیکھتے ہوئے، جب تک بیٹری کرنٹ کو ناپا جا سکتا ہے (جہاں ڈسچارج کرنٹ مثبت ہے)، بیٹری کی صلاحیت میں تبدیلی کو کرنٹ انٹیگریشن کے ذریعے درست طریقے سے شمار کیا جا سکتا ہے، جس کے نتیجے میں بقیہ SOC ہوتا ہے۔

اس طریقہ کار کے نسبتاً قابل اعتماد تخمینے کے نتائج بہت کم وقت میں ہوتے ہیں، لیکن موجودہ سینسر کی پیمائش کی غلطیوں اور بیٹری کی صلاحیت کے بتدریج انحطاط کی وجہ سے، طویل مدتی موجودہ انضمام کچھ انحرافات کو متعارف کرائے گا۔لہذا، یہ عام طور پر کم درستگی کے تقاضوں کے ساتھ SOC تخمینہ کے لیے ابتدائی قدر کا تخمینہ لگانے کے لیے اوپن سرکٹ وولٹیج کے طریقہ کار کے ساتھ مل کر استعمال کیا جاتا ہے، اور قلیل مدتی SOC پیشین گوئی کے لیے کلمان فلٹرنگ طریقہ کے ساتھ بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔

ایس او سی (اسٹیٹ آف چارج) کا تعلق بی ایم ایس کے بنیادی کنٹرول الگورتھم سے ہے، جو موجودہ بقیہ صلاحیت کی حیثیت کی نمائندگی کرتا ہے۔یہ بنیادی طور پر ایمپیئر گھنٹے کے انضمام کے طریقہ کار اور EKF (توسیع شدہ کالمن فلٹر) الگورتھم کے ذریعے حاصل کیا جاتا ہے، جو کہ اصلاحی حکمت عملیوں کے ساتھ مل کر (جیسے اوپن سرکٹ وولٹیج کی اصلاح، مکمل چارج درستگی، چارجنگ اینڈ کی اصلاح، مختلف درجہ حرارت کے تحت صلاحیت کی اصلاح اور SOH، وغیرہ)۔موجودہ حصول کی درستگی کو یقینی بنانے کی شرط کے تحت ایمپیئر گھنٹے کے انضمام کا طریقہ نسبتاً قابل اعتماد ہے، لیکن یہ مضبوط نہیں ہے۔غلطیوں کے جمع ہونے کی وجہ سے، اسے اصلاح کی حکمت عملیوں کے ساتھ جوڑنا چاہیے۔EKF طریقہ مضبوط ہے لیکن الگورتھم نسبتاً پیچیدہ اور لاگو کرنا مشکل ہے۔گھریلو مین سٹریم مینوفیکچررز کمرے کے درجہ حرارت پر 6% سے بھی کم درستگی حاصل کر سکتے ہیں، لیکن زیادہ اور کم درجہ حرارت اور بیٹری کی کمی کا اندازہ لگانا مشکل ہے۔

SOC کی اصلاح

موجودہ اتار چڑھاو کی وجہ سے، تخمینہ شدہ SOC غلط ہو سکتا ہے، اور مختلف اصلاحی حکمت عملیوں کو تخمینہ لگانے کے عمل میں شامل کرنے کی ضرورت ہے۔

 

SOH حساب کتاب

SOH سے مراد صحت کی حالت ہے، جو بیٹری کی صحت کی موجودہ حالت (یا بیٹری کے انحطاط کی ڈگری) کی نشاندہی کرتی ہے۔اسے عام طور پر 0 اور 100% کے درمیان ایک قدر کے طور پر دکھایا جاتا ہے، جس میں 80% سے کم اقدار کو عام طور پر اس بات کی نشاندہی کرنے کے لیے سمجھا جاتا ہے کہ بیٹری اب قابل استعمال نہیں ہے۔اس کی نمائندگی بیٹری کی صلاحیت یا اندرونی مزاحمت میں تبدیلی سے کی جا سکتی ہے۔صلاحیت کا استعمال کرتے وقت، موجودہ بیٹری کی اصل صلاحیت کا تخمینہ بیٹری کے آپریٹنگ عمل کے ڈیٹا کی بنیاد پر لگایا جاتا ہے، اور اس کا تناسب درجہ بندی کی گنجائش کا SOH ہے۔ایک درست SOH دوسرے ماڈیولز کے تخمینہ کی درستگی کو بہتر بنائے گا جب بیٹری خراب ہو رہی ہے۔

صنعت میں SOH کی دو مختلف تعریفیں ہیں:

صلاحیت دھندلا پر مبنی SOH تعریف

لیتھیم آئن بیٹریوں کے استعمال کے دوران، بیٹری کے اندر فعال مواد بتدریج کم ہو جاتا ہے، اندرونی مزاحمت بڑھ جاتی ہے، اور صلاحیت ختم ہو جاتی ہے۔لہذا، SOH کا اندازہ بیٹری کی صلاحیت سے لگایا جا سکتا ہے۔بیٹری کی صحت کی حالت کو موجودہ صلاحیت کے ابتدائی صلاحیت کے تناسب کے طور پر ظاہر کیا جاتا ہے، اور اس کے SOH کی تعریف اس طرح کی گئی ہے:

SOH=(C_standard-C_fade)/C_standard ×100%

کہاں: C_fade بیٹری کی کھوئی ہوئی صلاحیت ہے۔C_standard برائے نام صلاحیت ہے۔

IEEE سٹینڈرڈ 1188-1996 میں یہ شرط رکھی گئی ہے کہ جب پاور بیٹری کی صلاحیت 80% تک گر جائے تو بیٹری کو تبدیل کیا جانا چاہیے۔لہذا، ہم عام طور پر غور کرتے ہیں کہ بیٹری SOH دستیاب نہیں ہے جب یہ 80% سے کم ہو۔

SOH کی تعریف پاور کشینشن (پاور فیڈ) پر مبنی

تقریباً تمام قسم کی بیٹریوں کی عمر بڑھنے سے بیٹری کی اندرونی مزاحمت میں اضافہ ہوگا۔بیٹری کی اندرونی مزاحمت جتنی زیادہ ہوگی، دستیاب طاقت اتنی ہی کم ہوگی۔لہذا، SOH کا اندازہ پاور کشینشن کا استعمال کرتے ہوئے لگایا جا سکتا ہے۔

3.2 مینجمنٹ - متوازن ٹیکنالوجی

ہر بیٹری کی اپنی "شخصیت" ہوتی ہے

توازن کے بارے میں بات کرنے کے لیے، ہمیں بیٹریوں سے شروع کرنا ہوگا۔یہاں تک کہ ایک ہی مینوفیکچرر کی طرف سے ایک ہی بیچ میں تیار کی گئی بیٹریوں کے اپنے زندگی کے چکر اور "شخصیات" ہیں – ہر بیٹری کی صلاحیت بالکل یکساں نہیں ہو سکتی۔اس عدم مطابقت کی دو وجوہات ہیں:

ایک سیل کی پیداوار کی عدم مطابقت ہے۔

ایک الیکٹرو کیمیکل رد عمل کی عدم مطابقت ہے۔

پیداوار میں عدم مطابقت

پیداوار میں تضادات کو سمجھنا آسان ہے۔مثال کے طور پر، پروڈکشن کے عمل کے دوران، ڈایافرام کی تضادات اور کیتھوڈ اور اینوڈ مواد کی تضادات کے نتیجے میں بیٹری کی مجموعی صلاحیت میں تضاد پیدا ہوسکتا ہے۔معیاری 50AH بیٹری 49AH یا 51AH بن سکتی ہے۔

الیکٹرو کیمیکل عدم مطابقت

الیکٹرو کیمسٹری کی عدم مطابقت یہ ہے کہ بیٹری چارجنگ اور ڈسچارجنگ کے عمل میں، یہاں تک کہ اگر دونوں خلیات کی پیداوار اور پروسیسنگ یکساں ہوں، تب بھی الیکٹرو کیمیکل ری ایکشن کے عمل میں تھرمل ماحول کبھی بھی ہم آہنگ نہیں ہو سکتا۔مثال کے طور پر، بیٹری کے ماڈیول بناتے وقت، ارد گرد کی انگوٹھی کا درجہ حرارت درمیانی حصے سے کم ہونا چاہیے۔اس کے نتیجے میں چارجنگ اور ڈسچارج کی مقدار کے درمیان طویل مدتی عدم مطابقت پیدا ہوتی ہے، جس کے نتیجے میں بیٹری سیل کی صلاحیت متضاد ہوتی ہے۔جب بیٹری سیل پر SEI فلم کی چارجنگ اور ڈسچارج کرنٹ ایک طویل عرصے تک متضاد ہیں، تو SEI فلم کی عمر بھی متضاد ہوگی۔

*SEI فلم: "ٹھوس الیکٹرولائٹ انٹرفیس" (ٹھوس الیکٹرولائٹ انٹرفیس)۔مائع لتیم آئن بیٹری کے پہلے چارج ڈسچارج کے عمل کے دوران، الیکٹروڈ میٹریل ٹھوس-مائع مرحلے کے انٹرفیس پر الیکٹرولائٹ کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتا ہے تاکہ الیکٹروڈ مواد کی سطح کو ڈھکنے والی ایک غیر فعال تہہ بن سکے۔SEI فلم ایک الیکٹرانک انسولیٹر ہے لیکن لیتھیم آئنوں کا ایک بہترین موصل ہے، جو نہ صرف الیکٹروڈ کی حفاظت کرتا ہے بلکہ بیٹری کے کام کو بھی متاثر نہیں کرتا ہے۔SEI فلم کی عمر بڑھنے سے بیٹری کی صحت پر نمایاں اثر پڑتا ہے۔

لہٰذا، بیٹری پیک کی عدم یکسانیت (یا یکسانیت) بیٹری کے آپریشن کا ایک ناگزیر مظہر ہے۔

توازن کی ضرورت کیوں ہے؟

بیٹریاں مختلف ہیں، تو کیوں نہ انہیں ایک جیسا بنانے کی کوشش کریں؟کیونکہ عدم مطابقت بیٹری پیک کی کارکردگی کو متاثر کرے گی۔

سیریز میں بیٹری پیک مختصر بیرل اثر کی پیروی کرتا ہے: سیریز میں بیٹری پیک سسٹم میں، پورے بیٹری پیک سسٹم کی صلاحیت کا تعین سب سے چھوٹی اکائی سے کیا جاتا ہے۔

فرض کریں کہ ہمارے پاس تین بیٹریوں پر مشتمل ایک بیٹری پیک ہے:

e جانتے ہیں کہ زیادہ چارجنگ اور اوور ڈسچارجنگ بیٹریوں کو شدید نقصان پہنچا سکتی ہے۔اس لیے، جب بیٹری B چارجنگ کے دوران پوری طرح سے چارج ہو جاتی ہے یا جب ڈسچارجنگ کے دوران بیٹری B کا ایس او سی بہت کم ہوتا ہے، تو بیٹری B کی حفاظت کے لیے چارجنگ اور ڈسچارج کو روکنا ضروری ہے۔ نتیجتاً، بیٹریاں A اور C کی طاقت پوری طرح سے نہیں ہو سکتی۔ استعمال کیا

اس کی طرف جاتا ہے:

بیٹری پیک کی اصل قابل استعمال صلاحیت کم ہو گئی ہے: بیٹری A اور C، جو دستیاب صلاحیت کو استعمال کر سکتی تھی، اب بیٹری B کو ایڈجسٹ کرنے کے لیے ایسا کرنے سے قاصر ہیں۔ یہ ایسے ہے جیسے دو افراد تین ٹانگوں پر ایک ساتھ بندھے ہوئے ہیں، لمبا شخص بڑا قدم نہیں اٹھا سکتا۔

بیٹری کی زندگی میں کمی: ایک چھوٹی سی طوالت کے لیے مزید قدم درکار ہوتے ہیں اور ٹانگیں زیادہ تھک جاتی ہیں۔صلاحیت میں کمی کے ساتھ، چارج اور ڈسچارج سائیکلوں کی تعداد بڑھ جاتی ہے، جس کے نتیجے میں بیٹری زیادہ خراب ہوتی ہے۔مثال کے طور پر، ایک سیل سیل 100% DoD پر 4000 سائیکل حاصل کر سکتا ہے، لیکن اصل استعمال میں یہ 100% تک نہیں پہنچ سکتا اور سائیکلوں کی تعداد یقینی طور پر 4000 تک نہیں پہنچے گی۔

*DoD، ڈسچارج کی گہرائی، بیٹری کے خارج ہونے کی صلاحیت کے فیصد کو بیٹری کی درجہ بندی کی صلاحیت سے ظاہر کرتا ہے۔

بیٹریوں کی عدم مطابقت بیٹری پیک کی کارکردگی میں کمی کا باعث بنتی ہے۔جب بیٹری کے ماڈیول کا سائز بڑا ہوتا ہے، تو بیٹریوں کی ایک سے زیادہ تاریں سیریز میں جڑی ہوتی ہیں، اور ایک بڑا واحد وولٹیج فرق پورے باکس کی صلاحیت کو کم کرنے کا سبب بنتا ہے۔سیریز میں جتنی زیادہ بیٹریاں جڑیں گی، اتنی ہی زیادہ صلاحیت ختم ہو جائے گی۔تاہم، ہماری ایپلی کیشنز میں، خاص طور پر انرجی اسٹوریج سسٹم ایپلی کیشنز میں، دو اہم تقاضے ہیں:

پہلی لمبی زندگی کی بیٹری ہے، جو آپریشن اور دیکھ بھال کے اخراجات کو بہت کم کر سکتی ہے۔توانائی ذخیرہ کرنے کے نظام میں بیٹری پیک کی زندگی کے لیے بہت زیادہ تقاضے ہوتے ہیں۔زیادہ تر گھریلو 15 سال کے لیے ڈیزائن کیے گئے ہیں۔اگر ہم ہر سال 300 سائیکل فرض کریں، 15 سال 4500 سائیکل ہیں، جو اب بھی بہت زیادہ ہے۔ہمیں ہر بیٹری کی زندگی کو زیادہ سے زیادہ کرنے کی ضرورت ہے تاکہ پورے بیٹری پیک کی کل زندگی ڈیزائن لائف تک زیادہ سے زیادہ پہنچ سکے، اور بیٹری پیک کی زندگی پر بیٹری کے پھیلاؤ کے اثرات کو کم کر سکے۔

دوسرا گہرا دور، خاص طور پر چوٹی شیونگ کے اطلاق کے منظر نامے میں، مزید ایک کلو واٹ بجلی جاری کرنے سے ایک اور پوائنٹ حاصل ہوگا۔یعنی ہم 80% DoD یا 90% DoD کریں گے۔جب گہرا سائیکل توانائی ذخیرہ کرنے کے نظام میں استعمال ہوتا ہے تو، دم خارج ہونے کے دوران بیٹری کی بازی ظاہر ہو جائے گی۔لہٰذا، گہری چارجنگ اور ڈیپ ڈسچارجنگ کی حالت میں ہر ایک سیل کی صلاحیت کی مکمل رہائی کو یقینی بنانے کے لیے، یہ ضروری ہے کہ توانائی ذخیرہ کرنے والے BMS میں مضبوط برابری کے انتظام کی صلاحیتیں ہوں اور بیٹری کے خلیات کے درمیان مستقل مزاجی کی موجودگی کو دبایا جائے۔ .

یہ دونوں تقاضے بیٹری کی عدم مطابقت کے بالکل برعکس ہیں۔زیادہ موثر بیٹری پیک ایپلی کیشنز کو حاصل کرنے کے لیے، ہمارے پاس بیٹری کی عدم مطابقت کے اثرات کو کم کرنے کے لیے زیادہ موثر بیلنسنگ ٹیکنالوجی ہونی چاہیے۔

توازن ٹیکنالوجی

بیٹری ایکویلائزیشن ٹیکنالوجی مختلف صلاحیتوں والی بیٹریوں کو یکساں بنانے کا ایک طریقہ ہے۔مساوات کے دو عام طریقے ہیں: توانائی کی کھپت یک سمتی مساوات (غیر فعال مساوات) اور توانائی کی منتقلی دو طرفہ مساوات (فعال مساوات)۔

(1) غیر فعال توازن

غیر فعال مساوات کا اصول یہ ہے کہ بیٹریوں کی ہر تار پر سوئچ ایبل ڈسچارج ریزسٹر کو متوازی بنایا جائے۔BMS زیادہ وولٹیج کے خلیات کو خارج کرنے کے لیے خارج ہونے والے ریزسٹر کو کنٹرول کرتا ہے، برقی توانائی کو حرارت کے طور پر ختم کرتا ہے۔مثال کے طور پر، جب بیٹری B تقریباً پوری طرح سے چارج ہو جاتی ہے، تو سوئچ کھول دیا جاتا ہے تاکہ بیٹری B پر موجود ریزسٹر کو اضافی برقی توانائی کو حرارت کے طور پر ختم کر سکے۔پھر چارجنگ اس وقت تک جاری رہتی ہے جب تک کہ بیٹریاں A اور C بھی پوری طرح سے چارج نہ ہو جائیں۔

یہ طریقہ صرف ہائی وولٹیج کے خلیات کو خارج کر سکتا ہے، اور کم صلاحیت والے خلیوں کو دوبارہ چارج نہیں کر سکتا۔خارج ہونے والی مزاحمت کی طاقت کی حد کی وجہ سے، مساوات کا کرنٹ عام طور پر چھوٹا ہوتا ہے (1A سے کم)۔

غیر فعال مساوات کے فوائد کم قیمت اور سادہ سرکٹ ڈیزائن ہیں۔نقصانات یہ ہیں کہ یہ برابری کے لیے سب سے کم باقی بیٹری کی صلاحیت پر مبنی ہے، جو بیٹریوں کی کم گنجائش والی صلاحیت کو نہیں بڑھا سکتی، اور یہ کہ 100% مساوی طاقت گرمی کی صورت میں ضائع ہو جاتی ہے۔

(2) فعال توازن

الگورتھم کے ذریعے، بیٹریوں کے ایک سے زیادہ تار ہائی وولٹیج خلیوں کی توانائی کو توانائی کے ذخیرہ کرنے والے اجزاء کا استعمال کرتے ہوئے کم وولٹیج کے خلیوں میں منتقل کرتے ہیں، زیادہ وولٹیج کی بیٹریوں کو خارج کرتے ہیں اور کم وولٹیج کے خلیوں کو چارج کرنے کے لیے جاری کردہ توانائی کا استعمال کرتے ہیں۔توانائی بنیادی طور پر منتشر ہونے کے بجائے منتقل ہوتی ہے۔

اس طرح، چارجنگ کے دوران، بیٹری B، جو پہلے 100% وولٹیج تک پہنچتی ہے، A اور C پر ڈسچارج ہوتی ہے، اور تینوں بیٹریاں ایک ساتھ پوری طرح سے چارج ہوجاتی ہیں۔ڈسچارج کے دوران، جب بیٹری B کا باقی چارج بہت کم ہے، A اور C "چارج" B، تاکہ سیل B اتنی جلدی خارج ہونے سے روکنے کے لیے SOC کی حد تک نہ پہنچ سکے۔

فعال توازن ٹیکنالوجی کی اہم خصوصیات

(1) بیٹری پیک کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے ہائی اور لو وولٹیج میں توازن رکھیں: چارجنگ اور ڈسچارج کے دوران اور آرام کے وقت، ہائی وولٹیج کی بیٹریوں کو ڈسچارج کیا جا سکتا ہے اور کم وولٹیج کی بیٹریوں کو چارج کیا جا سکتا ہے۔

(2) کم نقصان والی توانائی کی منتقلی: توانائی بنیادی طور پر صرف ضائع ہونے کے بجائے منتقل ہوتی ہے، بجلی کے استعمال کی کارکردگی کو بہتر بناتی ہے۔

(3) بڑا توازن کرنٹ: عام طور پر، توازن کا کرنٹ 1 اور 10A کے درمیان ہوتا ہے، اور توازن تیز ہوتا ہے۔

فعال مساوات کے لیے متعلقہ سرکٹس اور توانائی ذخیرہ کرنے والے آلات کی ترتیب کی ضرورت ہوتی ہے، جس کی وجہ سے بڑے حجم اور قیمت میں اضافہ ہوتا ہے۔یہ دونوں شرائط مل کر طے کرتی ہیں کہ فعال مساوات کو فروغ دینا اور لاگو کرنا آسان نہیں ہے۔

اس کے علاوہ، فعال مساوات چارجنگ اور ڈسچارجنگ کا عمل واضح طور پر بیٹری کی سائیکل لائف کو بڑھاتا ہے۔ان خلیات کے لیے جن کو توازن حاصل کرنے کے لیے چارجنگ اور ڈسچارج کی ضرورت ہوتی ہے، اضافی کام کا بوجھ انھیں عام خلیات کی عمر سے زیادہ کرنے کا سبب بن سکتا ہے، جس کے نتیجے میں دوسرے خلیات کے ساتھ کارکردگی کا فرق زیادہ ہوتا ہے۔

کچھ ماہرین کا خیال ہے کہ مذکورہ بالا دو تاثرات کو تحلیل کرنے والے توازن اور غیر منقطع توازن کے مطابق ہونا چاہئے۔چاہے یہ فعال ہے یا غیر فعال اس واقعہ پر منحصر ہونا چاہئے جو توازن کے عمل کو متحرک کرتا ہے۔اگر نظام ایسی حالت میں پہنچ جاتا ہے جہاں اسے غیر فعال ہونا پڑتا ہے، تو یہ غیر فعال ہے۔اگر یہ انسانوں کے ذریعہ ترتیب دیا گیا ہے، تو متوازن پروگرام کو ترتیب دینا جب متوازن ہونا ضروری نہ ہو اسے فعال توازن کہا جاتا ہے۔

مثال کے طور پر، جب ڈسچارج اختتام پر ہوتا ہے، سب سے کم وولٹیج سیل ڈسچارج کٹ آف وولٹیج تک پہنچ جاتا ہے، جبکہ دوسرے سیلوں میں اب بھی طاقت ہوتی ہے۔اس وقت، زیادہ سے زیادہ بجلی خارج کرنے کے لیے، نظام اعلی توانائی والے خلیوں کی بجلی کو کم توانائی والے خلیوں میں منتقل کرتا ہے، جس سے خارج ہونے کا عمل اس وقت تک جاری رہتا ہے جب تک کہ تمام بجلی خارج نہ ہو جائے۔یہ ایک غیر فعال مساوات کا عمل ہے۔اگر سسٹم یہ پیش گوئی کرتا ہے کہ خارج ہونے والے مادہ کے اختتام پر عدم توازن پیدا ہو جائے گا جب ابھی بھی 40% بجلی باقی ہے، تو یہ ایک فعال مساوات کا عمل شروع کر دے گا۔

فعال مساوات کو مرکزی اور وکندریقرت طریقوں میں تقسیم کیا گیا ہے۔مرکزی مساوات کا طریقہ پورے بیٹری پیک سے توانائی حاصل کرتا ہے، اور پھر کم توانائی والی بیٹریوں میں توانائی کی تکمیل کے لیے توانائی کی تبدیلی کے آلے کا استعمال کرتا ہے۔وکندریقرت مساوات میں ملحقہ بیٹریوں کے درمیان انرجی سٹوریج لنک شامل ہوتا ہے، جو ایک انڈکٹر یا کپیسیٹر ہو سکتا ہے، جو ملحقہ بیٹریوں کے درمیان توانائی کو بہنے دیتا ہے۔

موجودہ بیلنس کنٹرول حکمت عملی میں، وہ لوگ ہیں جو سیل وولٹیج کو کنٹرول ٹارگٹ پیرامیٹر کے طور پر لیتے ہیں، اور ایسے بھی ہیں جو SOC کو بیلنس کنٹرول ٹارگٹ پیرامیٹر کے طور پر استعمال کرنے کی تجویز دیتے ہیں۔سیل وولٹیج کو مثال کے طور پر لینا۔

سب سے پہلے، مساوات کو شروع کرنے اور ختم کرنے کے لیے حد کی قدروں کا ایک جوڑا مقرر کریں: مثال کے طور پر، بیٹریوں کے ایک سیٹ میں، جب ایک سیل کے انتہائی وولٹیج اور سیٹ کے اوسط وولٹیج کے درمیان فرق 50mV تک پہنچ جاتا ہے، تو مساوات شروع کی جاتی ہے، اور جب یہ 5mV تک پہنچ جاتا ہے، مساوات ختم ہو جاتی ہے۔

BMS ہر سیل کے وولٹیج کو ایک مقررہ حصول سائیکل کے مطابق جمع کرتا ہے، اوسط قدر کا حساب لگاتا ہے، اور پھر ہر سیل وولٹیج اور اوسط قدر کے درمیان فرق کا حساب لگاتا ہے۔

اگر زیادہ سے زیادہ فرق 50mV تک پہنچ جاتا ہے، BMS کو برابری کا عمل شروع کرنے کی ضرورت ہے۔

برابری کے عمل کے دوران مرحلہ 2 جاری رکھیں جب تک کہ فرق کی قدریں 5mV سے کم نہ ہو جائیں، اور پھر مساوات کو ختم کریں۔

واضح رہے کہ تمام BMSs کو اس قدم کی ضرورت نہیں ہے، اور اس کے بعد کی حکمت عملی بیلنس کے طریقہ کار کے لحاظ سے مختلف ہو سکتی ہے۔

بیلنس ٹیکنالوجی کا تعلق بھی بیٹری کی قسم سے ہے۔عام طور پر یہ خیال کیا جاتا ہے کہ LFP ایکٹو بیلنس کے لیے زیادہ موزوں ہے، جبکہ ٹرنری بیٹریاں غیر فعال توازن کے لیے موزوں ہیں۔

BMS میں شدید مسابقت کا مرحلہ زیادہ تر لاگت اور وشوسنییتا سے معاون ہوتا ہے۔فی الحال، فعال توازن کی تجرباتی تصدیق ابھی تک حاصل نہیں ہو سکی ہے۔فعال حفاظت کی سطح ASIL-C اور ASIL-D کی طرف بڑھنے کی توقع ہے، لیکن لاگت کافی زیادہ ہے۔لہذا، موجودہ بڑی کمپنیاں فعال توازن تحقیق کے بارے میں محتاط ہیں۔یہاں تک کہ کچھ بڑی فیکٹریاں بیلنسنگ ماڈیول کو منسوخ کرنا چاہتی ہیں اور تمام بیلنسنگ کو بیرونی طور پر انجام دینا چاہتی ہیں، جیسا کہ ایندھن والی گاڑیوں کی دیکھ بھال کی طرح۔جب بھی گاڑی ایک مخصوص فاصلہ طے کرے گی، یہ بیرونی توازن کے لیے 4S اسٹور پر جائے گی۔اس سے پوری گاڑی BMS کی قیمت کم ہو جائے گی اور متعلقہ 4S اسٹور کو بھی فائدہ پہنچے گا۔یہ تمام جماعتوں کے لیے جیت کی صورتحال ہے۔لہذا، ذاتی طور پر، میں سمجھتا ہوں کہ یہ ایک رجحان بن سکتا ہے!

3.3 تحفظ – غلطی کی تشخیص اور الارم

BMS مانیٹرنگ کو برقی نظام کے ہارڈ ویئر کے ساتھ ملایا جاتا ہے، اور اسے بیٹری کی کارکردگی کے مختلف حالات کے مطابق مختلف ناکامی کی سطحوں (معمولی ناکامی، سنگین ناکامی، مہلک ناکامی) میں تقسیم کیا جاتا ہے۔مختلف ناکامی کی سطحوں میں ہینڈلنگ کے مختلف اقدامات کیے جاتے ہیں: انتباہ، بجلی کی حد یا براہ راست ہائی وولٹیج کٹ آف۔ناکامیوں میں ڈیٹا کے حصول اور معقولیت کی ناکامیاں، برقی خرابیاں (سینسر اور ایکچیوٹرز)، کمیونیکیشن کی ناکامی، اور بیٹری کی حیثیت کی ناکامیاں شامل ہیں۔

ایک عام مثال یہ ہے کہ جب بیٹری زیادہ گرم ہو جاتی ہے، BMS یہ تعین کرتا ہے کہ بیٹری جمع شدہ بیٹری کے درجہ حرارت کی بنیاد پر زیادہ گرم ہو رہی ہے، پھر اس بیٹری کے سرکٹ کو منقطع کرنے کے لیے کنٹرول کرتا ہے، زیادہ گرمی سے تحفظ فراہم کرتا ہے، اور انتظامی نظام جیسے EMS کو الرٹ بھیجتا ہے۔

3.4 مواصلات

BMS کے نارمل آپریشن کو اس کے کمیونیکیشن فنکشن سے الگ نہیں کیا جا سکتا۔چاہے وہ بیٹری کے انتظام کے دوران بیٹری کو کنٹرول کر رہا ہو، بیٹری کی حیثیت کو بیرونی دنیا میں منتقل کر رہا ہو، یا کنٹرول کی ہدایات وصول کر رہا ہو، مستحکم مواصلت کی ضرورت ہے۔

پاور بیٹری سسٹم میں، BMS کا ایک سرا بیٹری سے منسلک ہوتا ہے، اور دوسرا سرا پوری گاڑی کے کنٹرول اور الیکٹرانک سسٹم سے جڑا ہوتا ہے۔مجموعی ماحول CAN پروٹوکول کا استعمال کرتا ہے، لیکن بیٹری پیک کے اندرونی اجزاء کے درمیان اندرونی CAN استعمال کرنے اور بیٹری پیک اور پوری گاڑی کے درمیان گاڑی CAN کے استعمال میں فرق ہے۔

اس کے برعکس، انرجی سٹوریج BMS اور اندرونی کمیونیکیشن بنیادی طور پر CAN پروٹوکول کا استعمال کرتی ہے، لیکن اس کی بیرونی کمیونیکیشن (بیرونی بنیادی طور پر انرجی سٹوریج پاور سٹیشن ڈسپیچنگ سسٹم PCS سے مراد ہے) اکثر انٹرنیٹ پروٹوکول فارمیٹس TCP/IP پروٹوکول اور موڈبس پروٹوکول استعمال کرتی ہے۔

4) انرجی اسٹوریج BMS

انرجی سٹوریج BMS مینوفیکچررز عام طور پر پاور بیٹری BMS سے تیار ہوتے ہیں، اس لیے بہت سے ڈیزائن اور اصطلاحات کی تاریخی ابتدا ہوتی ہے

مثال کے طور پر، پاور بیٹری کو عام طور پر BMU (بیٹری مانیٹر یونٹ) اور BCU (بیٹری کنٹرول یونٹ) میں تقسیم کیا جاتا ہے، جس میں سابقہ ​​ڈیٹا اکٹھا کرنے والا اور بعد والا اسے کنٹرول کرتا ہے۔

چونکہ بیٹری سیل ایک الیکٹرو کیمیکل عمل ہے، ایک سے زیادہ بیٹری سیل ایک بیٹری بناتے ہیں۔ہر بیٹری سیل کی خصوصیات کی وجہ سے، اس بات سے کوئی فرق نہیں پڑتا ہے کہ مینوفیکچرنگ کا عمل کتنا ہی درست کیوں نہ ہو، ہر بیٹری سیل میں وقت کے ساتھ ساتھ اور ماحول کے لحاظ سے غلطیاں اور تضادات ہوں گے۔لہذا، بیٹری کے انتظام کا نظام محدود پیرامیٹرز کے ذریعے بیٹری کی موجودہ حالت کا جائزہ لینے کے لیے ہے، جو کچھ ایسا ہی ہے جیسا کہ روایتی چینی طب کا ڈاکٹر مریض کی تشخیص کرتا ہے بجائے اس کے کہ مغربی ادویات کے لیے جسمانی اور کیمیائی تجزیہ کی ضرورت ہوتی ہے۔انسانی جسم کا جسمانی اور کیمیائی تجزیہ بیٹری کی الیکٹرو کیمیکل خصوصیات سے ملتا جلتا ہے، جسے بڑے پیمانے پر تجرباتی آلات سے ماپا جا سکتا ہے۔تاہم، ایمبیڈڈ سسٹمز کے لیے الیکٹرو کیمسٹری کے کچھ اشارے کا اندازہ لگانا مشکل ہے۔لہذا، BMS ایک پرانے چینی طب ڈاکٹر کی طرح ہے.

4.1 انرجی اسٹوریج BMS کا تھری لیئر آرکیٹیکچر

توانائی ذخیرہ کرنے کے نظام میں بیٹری کے خلیات کی بڑی تعداد کی وجہ سے، اخراجات کو بچانے کے لیے، BMS کو عام طور پر دو یا تین تہوں کے ساتھ تہوں میں لاگو کیا جاتا ہے۔فی الحال، مرکزی دھارے کی تین پرتیں ہیں: ماسٹر کنٹرول/ماسٹر کنٹرول/غلام کنٹرول۔

4.2 توانائی ذخیرہ کرنے والے BMS کی تفصیلی وضاحت

5) موجودہ صورتحال اور مستقبل کا رجحان

مینوفیکچررز کی کئی قسمیں ہیں جو BMS تیار کرتی ہیں:

پہلی قسم آخری صارف ہے جس میں پاور بیٹری BMS - کار فیکٹریوں میں سب سے زیادہ طاقت ہے۔درحقیقت، بیرون ملک سب سے مضبوط BMS مینوفیکچرنگ کی طاقت بھی کار فیکٹریاں ہیں، جیسے کہ جنرل موٹرز، ٹیسلا وغیرہ۔ اندرون ملک BYD، Huating Power وغیرہ ہیں۔

دوسری قسم بیٹری فیکٹریاں ہیں، جن میں سیل مینوفیکچررز اور پیک مینوفیکچررز شامل ہیں، جیسے سام سنگ، ننگدے ٹائمز، ژن وانگڈا، ڈیسے بیٹری، ٹاپ بینڈ کمپنی لمیٹڈ، بیجنگ پورراڈ وغیرہ۔

تیسری قسم کے BMS مینوفیکچررز وہ ہیں جو پاور الیکٹرانکس ٹیکنالوجی میں کئی سالوں کا تجربہ رکھتے ہیں، اور ان کے پاس یونیورسٹی یا متعلقہ انٹرپرائز پس منظر کے ساتھ R&D ٹیمیں ہیں، جیسے Eternal Electronics, Hangzhou Gaote Electronics, Xie Neng Technology, and Kegong Electronics.

پاور بیٹریوں کے BMS کے برعکس، جو بنیادی طور پر ٹرمینل گاڑیوں کے مینوفیکچررز کا غلبہ ہے، ایسا لگتا ہے کہ توانائی ذخیرہ کرنے والی بیٹریوں کے آخری صارفین کو BMS کی تحقیق اور ترقی اور تیاری میں حصہ لینے کی کوئی ضرورت یا مخصوص اقدامات نہیں ہیں۔اس بات کا بھی امکان نہیں ہے کہ وہ بڑے پیمانے پر بیٹری مینجمنٹ سسٹم تیار کرنے کے لیے بہت زیادہ رقم اور توانائی خرچ کریں گے۔لہذا، اس بات پر غور کیا جا سکتا ہے کہ توانائی ذخیرہ کرنے والی بیٹری BMS صنعت میں مطلق فوائد کے ساتھ ایک اہم کھلاڑی کی کمی ہے، جس سے بیٹری بنانے والوں اور انرجی ذخیرہ کرنے والے BMS پر توجہ مرکوز کرنے والے فروخت کنندگان کے لیے ترقی اور تخیل کے لیے ایک بہت بڑی جگہ ہے۔اگر انرجی سٹوریج مارکیٹ قائم ہو جاتی ہے، تو یہ بیٹری مینوفیکچررز اور پروفیشنل BMS مینوفیکچررز کو ترقی کے لیے کافی جگہ اور کم مسابقتی مزاحمت فراہم کرے گی۔

فی الحال، نسبتاً کم پیشہ ورانہ BMS مینوفیکچررز ہیں جنہوں نے انرجی سٹوریج BMS کی ترقی پر توجہ مرکوز کی ہے، جس کی بنیادی وجہ یہ ہے کہ انرجی سٹوریج کی مارکیٹ ابھی ابتدائی مراحل میں ہے اور مارکیٹ میں انرجی سٹوریج کی مستقبل کی ترقی کے بارے میں اب بھی بہت سے شکوک و شبہات موجود ہیں۔لہذا، زیادہ تر مینوفیکچررز نے توانائی کے ذخیرہ سے متعلق BMS تیار نہیں کیا ہے۔حقیقی کاروباری ماحول میں، ایسے مینوفیکچررز بھی ہیں جو توانائی ذخیرہ کرنے والی بیٹریوں کے لیے BMS کے طور پر استعمال کرنے کے لیے الیکٹرک گاڑی کی بیٹری BMS خریدتے ہیں۔یہ خیال کیا جاتا ہے کہ مستقبل میں، پیشہ ورانہ الیکٹرک گاڑی BMS مینوفیکچررز بھی بڑے پیمانے پر توانائی ذخیرہ کرنے کے منصوبوں میں استعمال ہونے والے BMS سپلائرز کا ایک اہم حصہ بن سکتے ہیں۔

اس مرحلے پر، مختلف انرجی سٹوریج سسٹم سپلائرز کی طرف سے فراہم کردہ BMS کے لیے یکساں معیارات کی کمی ہے۔مختلف مینوفیکچررز کے پاس BMS کے لیے مختلف ڈیزائن اور تعریفیں ہیں، اور ان مختلف بیٹریوں پر منحصر ہے جن کے ساتھ وہ مطابقت رکھتے ہیں، SOX الگورتھم، ایکویلائزیشن ٹیکنالوجی، اور اپ لوڈ کردہ کمیونیکیشن ڈیٹا مواد بھی مختلف ہو سکتے ہیں۔BMS کے عملی اطلاق میں، اس طرح کے فرق سے درخواست کی لاگت میں اضافہ ہوگا اور صنعتی ترقی کے لیے نقصان دہ ہوگا۔لہذا، BMS کی معیاری کاری اور ماڈیولرائزیشن بھی مستقبل میں ایک اہم ترقی کی سمت ہو گی۔