बीएमएस के संचार इंटरफेस और प्रोटोकॉल

बैटरी प्रबंधन प्रणालियों (बीएमएस) में, संचार इंटरफेस और प्रोटोकॉल महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, जो बीएमएस और अन्य उपकरणों के बीच डेटा आदान-प्रदान और सूचना साझा करने को सुनिश्चित करते हैं।इस प्रकार बैटरी पैक के प्रभावी प्रबंधन और निगरानी की अनुमतिनिम्नलिखित में बीएमएस के सामान्य संचार इंटरफेस और प्रोटोकॉल का विस्तार से परिचय दिया जाएगा।

वायर्ड संचार इंटरफेस और प्रोटोकॉल

CAN बस

• परिभाषा:CAN नियंत्रक क्षेत्र नेटवर्क का संक्षिप्त नाम है, जो ऑटोमोटिव और औद्योगिक क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला फील्डबस प्रोटोकॉल है।
• विशेषताएं:इसमें उच्च गति की संचार क्षमता है, उच्चतम डेटा ट्रांसमिशन दर 1Mbps तक पहुंच सकती है; डेटा की सटीकता सुनिश्चित करने के लिए कम बिट त्रुटि दर, CRC जांच और अन्य त्रुटि पहचान तंत्र अपनाए जाते हैं;यह बस प्रकार के नेटवर्क संरचना का समर्थन करता है, मजबूत स्केलेबिलिटी, और एक एकल बस 110 नोड्स तक कनेक्ट कर सकती है।
• आवेदनःआमतौर पर इलेक्ट्रिक वाहनों में बीएमएस और अन्य ऑनबोर्ड सिस्टम जैसे चार्जर, इन्वर्टर आदि को जोड़ने के लिए उपयोग किया जाता है ताकि वाहनों की पावर बैटरी प्रबंधन को महसूस किया जा सके;यह भी व्यापक रूप से औद्योगिक स्वचालन उपकरणों के नियंत्रण और निगरानी में प्रयोग किया जाता है.

RS-485

• परिभाषा:आरएस-485 एक आम तौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला धारावाहिक संचार इंटरफ़ेस मानक है, जो अंतर सिग्नल संचरण विधि का उपयोग करता है।
• विशेषताएं:सिद्धांत रूप में यह 1200 मीटर की अल्ट्रा-लंबी ट्रांसमिशन दूरी तक पहुंच सकता है; एक बस पर 32 नोड्स तक कनेक्ट किए जा सकते हैं, मल्टी-पॉइंट कनेक्शन क्षमताओं के साथ; मजबूत एंटी-इंटरफेस क्षमता,जो सामान्य मोड हस्तक्षेप को प्रभावी ढंग से दबा सकता है.
• आवेदनःबड़ी बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणालियों की निगरानी और प्रबंधन के साथ-साथ औद्योगिक स्वचालन उपकरणों के नियंत्रण और निगरानी के लिए उपयुक्त।

आरएस-232

• परिभाषा:यह एक आम तौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला धारावाहिक संचार मानक है, जो एक एकल उपकरण और दूसरे उपकरण के बीच प्रत्यक्ष संचार को महसूस करता है।
• विशेषताएं:सरल संरचना और लागू करने में आसान, लेकिन केवल बिंदु-से-बिंदु संचार का समर्थन करता है, और संचरण दर और दूरी सीमित हैं।
• आवेदनःयद्यपि यह अक्सर BMS में मुख्य इंटरफ़ेस के रूप में उपयोग नहीं किया जाता है, लेकिन इसका उपयोग कुछ विशिष्ट मामलों में एक एकल उपकरण और दूसरे उपकरण के बीच संचार के लिए किया जा सकता है,जैसे कि BMS के लिए कॉन्फ़िगरेशन परीक्षण और समस्या निवारण, ऊपरी कंप्यूटर कैलिब्रेशन सॉफ्टवेयर के साथ बाहरी संचार, आदि

LIN बस

• परिभाषा:LIN (लोकल इंटरकनेक्ट नेटवर्क) बस एक कम लागत वाली सीरियल बस प्रोटोकॉल है जिसका उपयोग आमतौर पर ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स में किया जाता है।
• विशेषताएं:इसमें मास्टर-स्लेव संरचना है, मास्टर नोड कमांड भेजता है और स्लेव नोड जवाब देता है; संचार दर कम है, आम तौर पर लगभग 19.2kbps।
• आवेदनःकुछ बैटरी प्रबंधन प्रणालियों में, जिन्हें उच्च संचार दरों की आवश्यकता नहीं होती है, इसका उपयोग बीएमएस के गुलाम और मास्टर मॉड्यूल को जोड़ने के लिए किया जा सकता है।

एसपीआई बस

• परिभाषा:एसपीआई (सीरियल पेरिफेरल इंटरफेस) बस एक हाई-स्पीड सिंक्रोनस सीरियल इंटरफेस है, जिसका उपयोग आमतौर पर माइक्रोकंट्रोलर और परिधीय उपकरणों के बीच संचार के लिए किया जाता है।
• विशेषताएं:इसमें मास्टर-स्लेव संरचना है, और मास्टर नोड डेटा ट्रांसमिशन को नियंत्रित करता है; संचार दर उच्च है, कई एमबीपीएस तक या इससे भी अधिक;डेटा संचरण की उच्च विश्वसनीयता प्रदान करने के लिए सिंक्रोनस संचार विधि अपनाई गई है.
• आवेदनःबीएमएस के आंतरिक संचार में, इसका उपयोग मुख्य नियंत्रण मॉड्यूल को कुछ उच्च गति डेटा अधिग्रहण चिप्स या सेंसर आदि से जोड़ने के लिए किया जा सकता है।

आई2सी बस

• परिभाषा:I2C (इंटर-इंटीग्रेटेड सर्किट) बस एक दो तार सीरियल बस है जिसका उपयोग माइक्रोकंट्रोलर और परिधीय उपकरणों को जोड़ने के लिए किया जाता है।
• विशेषताएं:यह सरल और कम लागत की विशेषता है; यह एक बहु-मुख्य संरचना को अपनाता है, और कई उपकरणों को एक ही समय में मुख्य उपकरणों के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है; संचार दर अपेक्षाकृत कम है,सामान्यतः 100kbps से 400kbps के बीच.
• आवेदनःआमतौर पर BMS में कुछ सरल संचार के लिए प्रयोग किया जाता है, जैसे मास्टर मॉड्यूल को स्लेव मॉड्यूल, तापमान सेंसर आदि से जोड़ना।

वायरलेस संचार इंटरफेस और प्रोटोकॉल

ब्लूटूथ

• परिभाषा:यह एक छोटी दूरी की वायरलेस संचार तकनीक है जो 2.4GHz आवृत्ति बैंड में संचालित होती है।
• विशेषताएं:इसमें कम बिजली की खपत, कम लागत और उपयोग करने में आसान विशेषताएं हैं; यह उपकरणों के बीच तेजी से कनेक्शन और डेटा ट्रांसमिशन का एहसास कर सकता है;यह कई उपकरणों के एक साथ कनेक्शन का समर्थन करता है.
• आवेदनःइसका उपयोग बीएमएस और मोबाइल उपकरणों के बीच संचार के लिए किया जा सकता है, जिससे उपयोगकर्ताओं को मोबाइल फोन या टैबलेट जैसे उपकरणों के माध्यम से वास्तविक समय में बैटरी की स्थिति की निगरानी और प्रबंधन करने की अनुमति मिलती है।इसका उपयोग विद्युत वाहनों के ऑनबोर्ड बीएमएस और वाहन के बाहर निगरानी उपकरणों के बीच वायरलेस संचार के लिए भी किया जा सकता है।आदि।

ज़िगबी

• परिभाषा:यह आईईईई 802 पर आधारित एक कम शक्ति वाली, छोटी दूरी की वायरलेस संचार तकनीक है।15.4 मानक।
• विशेषताएं:इसमें कम बिजली की खपत, कम लागत, उच्च क्षमता, उच्च विश्वसनीयता और बहु-हॉप रूटिंग की विशेषताएं हैं; यह एक बड़े पैमाने पर वायरलेस सेंसर नेटवर्क बना सकता है।
• आवेदनःकम बिजली की खपत की आवश्यकताओं और छोटी संचरण दूरी के साथ बैटरी प्रबंधन प्रणालियों के लिए उपयुक्त, जैसे कि स्मार्ट घरों में बैटरी उपकरण प्रबंधन,छोटी बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणालियों की निगरानीआदि।

वाई-फाई

• परिभाषा:आईईईई 802.11 मानक पर आधारित एक वायरलेस नेटवर्क संचार तकनीक है।
• विशेषताएं:इसमें हाई स्पीड डेटा ट्रांसमिशन क्षमताएं हैं, जो लंबी दूरी के वायरलेस संचार को प्राप्त कर सकती हैं; इसे तैनात करना और विस्तार करना आसान है, और आसानी से इंटरनेट तक पहुंच सकती है।
• आवेदनःइसका उपयोग बीएमएस और रिमोट मॉनिटरिंग सेंटर के बीच डेटा ट्रांसमिशन के लिए किया जा सकता है ताकि बैटरी पैक की रिमोट मॉनिटरिंग और प्रबंधन का एहसास हो सके।यह भी विद्युत वाहन चार्जिंग स्टेशन और बीएमएस के बीच संचार के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, जो शुल्क प्रबंधन और अनुसूची को आसान बनाता है।

अन्य उभरते संचार प्रोटोकॉल

5जी संचार प्रौद्योगिकी

• परिभाषा:5जी मोबाइल संचार प्रौद्योगिकी की पांचवीं पीढ़ी है, जिसमें उच्च गति, कम विलंबता और बड़ी क्षमता की विशेषताएं हैं।
• विशेषताएं:इसकी अति-उच्च डाटा ट्रांसमिशन दर (सैद्धांतिक रूप से 10Gbps या उससे भी अधिक तक) और अति-कम विलंबता (1ms तक कम),बड़े पैमाने पर उपकरणों के समवर्ती कनेक्शन और वास्तविक समय में डेटा संचरण को सक्षम करना.
• आवेदनःदूरस्थ निगरानी, डेटा विश्लेषण और बीएमएस के बुद्धिमान प्रबंधन के लिए अधिक शक्तिशाली संचार समर्थन प्रदान करता है।इसका उपयोग ऊर्जा के कुशल आवंटन और अनुकूलन उपयोग को प्राप्त करने के लिए बड़े पैमाने पर वितरित ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के क्लस्टर नियंत्रण और प्रबंधन के लिए किया जा सकता है।; इसे इलेक्ट्रिक वाहनों की वी2जी (Vehicle-to-Grid) तकनीक पर भी लागू किया जा सकता है, जो वाहन और बिजली ग्रिड के बीच कुशल और वास्तविक समय में संचार और ऊर्जा बातचीत की अनुमति देता है।

एज कंप्यूटिंग संचार प्रोटोकॉल

• परिभाषा:एज कंप्यूटिंग एक कंप्यूटिंग मॉडल है जो कंप्यूटिंग शक्ति और डेटा भंडारण को नेटवर्क के किनारे पर धकेलता है।संबंधित संचार प्रोटोकॉल को किनारे उपकरणों के बीच कुशल संचार और डेटा बातचीत प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किया गया है.
• विशेषताएं:यह डेटा ट्रांसमिशन देरी को कम कर सकता है, वास्तविक समय और डेटा प्रसंस्करण की दक्षता में सुधार कर सकता है; कई विषम नेटवर्क के अभिसरण और अन्तरक्रियाशीलता का समर्थन करता है।
• आवेदनःबीएमएस में, ऊर्जा भंडारण उपकरण, इन्वर्टर, बीएमएस आदि जैसे किनारे उपकरणों के बीच कम विलंबता संचार और सहयोगी नियंत्रण को महसूस किया जा सकता है,ऊर्जा भंडारण प्रणाली के समग्र प्रदर्शन और विश्वसनीयता में सुधार.

CAN FD

• परिभाषा:CAN FD (फ्लेक्सिबल डेटा-रेट) पारंपरिक CAN बसों पर आधारित एक विस्तारित प्रोटोकॉल है।यह CAN बसों के साथ संगतता बनाए रखते हुए उच्च डेटा संचरण दरों और बड़ी डेटा फ्रेम लंबाई का समर्थन कर सकता है.
• विशेषताएं:डेटा लिंक परत पर 8 एमबीपीएस तक की एक लोचदार डेटा ट्रांसमिशन दर पेश की गई है; डेटा फ्रेम की लंबाई परिवर्तनीय है, और यह अधिकतम 64 बाइट के पेलोड का समर्थन कर सकता है।
• आवेदनःविद्युत वाहनों, स्वायत्त वाहनों और उच्च डेटा संचरण दरों और वास्तविक समय आवश्यकताओं वाले अन्य क्षेत्रों में बीएमएस अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त,यह जटिल परिचालन स्थितियों में बैटरी प्रणालियों के तेजी से डेटा अधिग्रहण और नियंत्रण की जरूरतों को बेहतर ढंग से पूरा कर सकता है.

सीसीएस (कॉम्पैक्ट कम्युनिकेशन सेवा)

• परिभाषा:सीसीएस एक कुशल संचार सेवा प्रोटोकॉल है जिसे एम्बेडेड सिस्टम के लिए डिज़ाइन किया गया है।
• विशेषताएं:इसमें सादगी, दक्षता और विश्वसनीयता की विशेषताएं हैं; यह वस्तु-उन्मुख डिजाइन अवधारणा को अपनाता है, जिसे विस्तार और रखरखाव करना आसान है।
• आवेदनःकुछ हाई-एंड इलेक्ट्रिक वाहनों के बीएमएस में, सीसीएस का उपयोग बीएमएस और वाहन नियंत्रण इकाई के बीच तेजी से और विश्वसनीय संचार प्राप्त करने के लिए किया जाता है, जिससे वाहन के बिजली प्रदर्शन और सुरक्षा में सुधार होता है।

अनुकूलित प्रोटोकॉल

• परिभाषा:विशिष्ट बैटरी प्रणालियों और अनुप्रयोग परिदृश्यों के आधार पर विकसित एक समर्पित संचार प्रोटोकॉल।
• विशेषताएं:विशिष्ट आवश्यकताओं और कार्यों को पूरा कर सकता है, उच्च लचीलापन और अनुकूलन क्षमता है; इसे वास्तविक अनुप्रयोगों के अनुसार लगातार अनुकूलित और उन्नत किया जा सकता है।
• आवेदनःकुछ बैटरी अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जिनके पास संचार प्रोटोकॉल के लिए विशेष आवश्यकताएं हैं, जैसे एयरोस्पेस, सैन्य और अन्य क्षेत्र,साथ ही अभिनव या विशेष कार्यों के साथ कुछ बैटरी प्रणाली.

बीएमएस संचार इंटरफेस और प्रोटोकॉल के विकास के रुझान

• उच्च डेटा संचरण दर और बैंडविड्थःबैटरी प्रणाली के पैमाने के निरंतर विस्तार और डेटा अधिग्रहण की सटीकता में सुधार के साथ,संचार इंटरफेस और प्रोटोकॉल की डेटा ट्रांसमिशन दर और बैंडविड्थ के लिए अधिक आवश्यकताएं रखी जाती हैंभविष्य की बीएमएस संचार प्रौद्योगिकी बैटरी प्रणालियों की वास्तविक समय की निगरानी और नियंत्रण आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए उच्च डेटा दरों और अधिक बैंडविड्थ का समर्थन करने की दिशा में विकसित होगी।
• हस्तक्षेप विरोधी क्षमता और विश्वसनीयता में वृद्धिःबैटरी प्रणाली आमतौर पर जटिल विद्युत चुम्बकीय वातावरण में काम करती है, और संचार इंटरफेस और प्रोटोकॉल में हस्तक्षेप विरोधी क्षमता और विश्वसनीयता की आवश्यकता होती है।उन्नत सिग्नल मॉड्यूलेशन तकनीक को अपनाकर, त्रुटि सुधार कोडिंग एल्गोरिदम, और रिडंडेंट डिजाइन, संचार प्रणाली के हस्तक्षेप विरोधी प्रदर्शन और विश्वसनीयता में सुधार होता है,और कठोर वातावरण में बैटरी प्रणाली का स्थिर संचालन सुनिश्चित किया जाता है.
• कम बिजली की खपत और लागतःकुछ पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और छोटी बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणालियों में, संचार इंटरफेस और प्रोटोकॉल के लिए बिजली की खपत और लागत आवश्यकताएं अधिक हैं।,कम बिजली और कम लागत वाली संचार प्रौद्योगिकियों और डिजाइन समाधानों का निरंतर अन्वेषण किया जाएगा, जैसे कि ऊर्जा कटाई प्रौद्योगिकी का उपयोग करना, संचार प्रोटोकॉल स्टैक का अनुकूलन करना, आदि।बीएमएस की संचार शक्ति खपत और लागत को कम करने के लिए.
• बेहतर संगतता और अन्तरक्रियाशीलता:बैटरी प्रणालियों के बढ़ते एकीकरण और नेटवर्किंग के साथ, विभिन्न निर्माताओं के बीएमएस उपकरणों के बीच संचार संगतता और अंतरक्रियाशीलता तेजी से महत्वपूर्ण हो गई है। Formulating unified communication standards and protocol specifications to promote the interconnection between equipment of different manufacturers will help promote the development and application of battery technology.
• उभरती प्रौद्योगिकियों के साथ गहन एकीकरणःबीएमएस संचार इंटरफेस और प्रोटोकॉल को कृत्रिम बुद्धिमत्ता, एज कंप्यूटिंग, बिग डेटा आदि जैसी अन्य उभरती प्रौद्योगिकियों के साथ गहराई से एकीकृत किया जाएगा।बैटरी प्रबंधन को बेहतर और अधिक कुशल बनाने के लिएउदाहरण के लिए, संचार प्रोटोकॉल में कृत्रिम बुद्धिमत्ता एल्गोरिदम की शुरूआत से, संचार डेटा के बुद्धिमान विश्लेषण और प्रसंस्करण को महसूस किया जा सकता है,और बैटरी प्रणालियों के दोष निदान और पूर्वानुमान क्षमताओं में सुधार किया जा सकता हैकिनारे की कंप्यूटिंग तकनीक का उपयोग कुछ डेटा प्रोसेसिंग और नियंत्रण कार्यों को नेटवर्क के किनारे पर डुबोने के लिए किया जा सकता है, जिससे संचार में देरी कम हो जाती है।और वास्तविक समय और प्रतिक्रिया की गति में सुधार.

संक्षेप में

बीएमएस के संचार इंटरफेस और प्रोटोकॉल बैटरी प्रबंधन प्रणाली का एक अनिवार्य हिस्सा हैं। वे बैटरी प्रणाली के विश्वसनीय संचालन को सुनिश्चित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।ऊर्जा उपयोग में सुधार, और नई ऊर्जा उद्योग के विकास को बढ़ावा देना। वायर्ड से वायरलेस तक, पारंपरिक से उभरती ऊर्जा तक,बीएमएस में विभिन्न संचार इंटरफेस और प्रोटोकॉल के आवेदन से विभिन्न अनुप्रयोग परिदृश्यों और तकनीकी विकास आवश्यकताओं के अनुकूल होने में इसकी विविधता और लचीलापन का प्रदर्शन होता हैभविष्य में, प्रौद्योगिकी के निरंतर नवाचार और प्रगति के साथ, बीएमएस के संचार इंटरफेस और प्रोटोकॉल उच्च प्रदर्शन की दिशा में विकसित होंगे।स्मार्ट और अधिक विश्वसनीय तरीकानई ऊर्जा उद्योग के सतत विकास के लिए मजबूत समर्थन प्रदान करना और वैश्विक ऊर्जा के सतत विकास को प्राप्त करने में मदद करना।