विभिन्न प्रकार के बीएमएस आर्किटेक्चरः केंद्रीकृत, मॉड्यूलर और वितरित

इस समय जब नई ऊर्जा उद्योग तेजी से बढ़ रहा है, बैटरी प्रबंधन प्रणाली (बीएमएस) बैटरी प्रणाली का मुख्य घटक है,और इसकी वास्तुशिल्प डिजाइन प्रदर्शन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता हैवर्तमान में, बीएमएस आर्किटेक्चर मुख्य रूप से तीन प्रकारों में विभाजित हैंः केंद्रीकृत, मॉड्यूलर और वितरित।प्रत्येक वास्तुकला की अपनी विशिष्ट विशेषताएं और लागू परिदृश्य हैंनिम्नलिखित पर विस्तार से चर्चा की जाएगी।

केंद्रीकृत बीएमएस वास्तुकला

परिभाषा और संरचना

एक केंद्रीकृत बीएमएस एक मुख्य नियंत्रण इकाई में सभी नियंत्रण और प्रबंधन कार्यों को केंद्रीकृत करना है, और आमतौर पर एक मुख्य नियंत्रण बोर्ड पूरे बैटरी पैक की निगरानी और प्रबंधन करता है।मुख्य नियंत्रण इकाई अधिग्रहण लाइन के माध्यम से प्रत्येक बैटरी सेल को जोड़ता है, वोल्टेज, तापमान और अन्य डेटा एकत्र करता है, और पूर्व निर्धारित नियंत्रण रणनीति के अनुसार संतुलित प्रबंधन और सुरक्षा करता है।

लाभ

• सरल संरचना और कम लागत:सभी कार्य एक नियंत्रक में केंद्रित हैं, हार्डवेयर डिजाइन सरल है, और उत्पादन लागत कम है। यह छोटे और सरल बैटरी प्रणालियों के लिए उपयुक्त है, जैसे बिजली उपकरण, स्मार्ट घर,विद्युत साइकिलआदि।
• रखरखाव और उन्नयन के लिए आसानःकेवल एक मुख्य नियंत्रण इकाई की आवश्यकता होती है, रखरखाव और उन्नयन अधिक सुविधाजनक होता है।
• डेटासेट, विश्लेषण करने में आसानःसभी बैटरी डेटा को एक ही नियंत्रक में संसाधित किया जाता है, जिससे एकीकृत विश्लेषण और निर्णय लेना आसान हो जाता है।

नुकसान

• कम विश्वसनीयताःएकल बिंदु की विफलता का जोखिम अधिक है। यदि मुख्य नियंत्रण इकाई विफल हो जाती है, तो पूरी प्रणाली बंद हो सकती है।
• जटिल संचार लाइनें:केंद्रीकृत बीएमएस में कई संचार लाइनें हैं, जो हस्तक्षेप और अस्थिर संकेत संचरण के लिए प्रवण हैं।
• खराब स्केलेबिलिटीःबड़ी क्षमता वाले अनुप्रयोगों या बड़े पैमाने पर बैटरी पैक के लिए उपयुक्त नहीं।

वितरित बीएमएस वास्तुकला

परिभाषा और संरचना

एक वितरित बीएमएस कई नियंत्रकों में नियंत्रण और प्रबंधन कार्यों को वितरित करता है, प्रत्येक एक या अधिक बैटरी कोशिकाओं के प्रबंधन के लिए जिम्मेदार है।मुख्य नियंत्रण इकाई एक वितरित प्रबंधन वास्तुकला बनाने के लिए प्रत्येक गुलाम नियंत्रण इकाई के संचालन का समन्वय करने के लिए जिम्मेदार है.

लाभ

• उच्च विश्वसनीयताःएक वितरित संरचना के तहत, नियंत्रक की विफलता पूरे सिस्टम के संचालन को प्रभावित नहीं करेगी, और एकल बिंदु विफलता का जोखिम कम है।यह बड़े इलेक्ट्रिक वाहनों जैसे परिदृश्यों के लिए उपयुक्त है, हाइब्रिड वाहन, ईंधन सेल वाहन और बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के लिए उच्च विश्वसनीयता की आवश्यकता होती है।
• सरल संचार लाइनःसंचार भार वितरित है और इसमें हस्तक्षेप विरोधी क्षमता है।
• अच्छी स्केलेबिलिटी:बड़ी क्षमता वाले बैटरी पैक के लिए उपयुक्त, बैटरी कोशिकाओं को मांग के अनुसार बढ़ाया या घटाया जा सकता है।

असुविधा

• जटिल संरचना और उच्च लागत:प्रत्येक बैटरी सेल के लिए स्वतंत्र निगरानी और नियंत्रण मॉड्यूल की आवश्यकता होती है, और हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर डिजाइन जटिल है और लागत अधिक है।
• रखरखाव और उन्नयन मुश्किल है:एक वितरित संरचना में, प्रत्येक नियंत्रक के रखरखाव और उन्नयन के लिए उच्च तकनीकी सहायता की आवश्यकता होती है।
  डेटा वितरित है और विश्लेषण करना कठिन हैः डेटा कई नियंत्रकों में वितरित है, और एक एकीकृत संचार प्रोटोकॉल और डेटा प्रसंस्करण एल्गोरिथ्म की आवश्यकता होती है।

मॉड्यूलर बीएमएस वास्तुकला

परिभाषा और संरचना

मॉड्यूलर बीएमएस केंद्रीकृत और वितरित के बीच एक समाधान है। यह कई मॉड्यूल में बैटरी पैक को विभाजित करता है, प्रत्येक के भीतर केंद्रीकृत प्रबंधन के साथ,जबकि संचार और समन्वय के लिए वितरित वास्तुकला के साथ मॉड्यूल.

लाभ

• उच्च लचीलापन:मॉड्यूलर डिजाइन आवश्यकताओं के अनुसार मॉड्यूल की संख्या और कार्य को लचीले ढंग से समायोजित कर सकता है और मध्यम और बड़े बैटरी पैक के लिए उपयुक्त है,विशेष रूप से ऐसे परिदृश्य जहां लचीलापन और स्केलेबिलिटी की आवश्यकता होती है, जैसे हाइब्रिड वाहन, ग्रिड ऊर्जा भंडारण प्रणाली और स्मार्ट ग्रिड अनुप्रयोग।
• मजबूत स्केलेबिलिटी:एक निश्चित लागत-प्रभावशीलता बनाए रखते हुए बड़ी क्षमता वाले बैटरी पैक के विस्तार का समर्थन करता है।
  रखरखाव के लिए आसानः प्रत्येक मॉड्यूल स्वतंत्र रूप से चलता है और पूरे सिस्टम को प्रभावित किए बिना रखरखाव और उन्नयन के दौरान अलग से संभाला जा सकता है।

नुकसान

• संरचना अपेक्षाकृत जटिल हैःमॉड्यूलर बीएमएस केंद्रीकृत और वितरित की विशेषताओं को जोड़ती है, और हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर डिजाइन अपेक्षाकृत जटिल है।
• उच्च लागत:यद्यपि वितरित बीएमएस की तुलना में लागत कम है, फिर भी यह केंद्रीकृत बीएमएस की तुलना में अधिक है।
  संचार समन्वय मुश्किल हैः मॉड्यूलों के बीच संचार और समन्वय के लिए कुशल प्रोटोकॉल समर्थन की आवश्यकता होती है, अन्यथा यह सिस्टम प्रदर्शन को प्रभावित कर सकता है।

तीन वास्तुकलाओं की तुलना

सारांश और चयन सुझाव

बीएमएस वास्तुकला का चयन करते समय, उपयोगकर्ताओं को विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्यों और जरूरतों का वजन करने की आवश्यकता होती हैः

• केंद्रीकृत बीएमएस:यह बिजली के औजारों, स्मार्ट घरों, इलेक्ट्रिक साइकिलों और छोटे ऊर्जा भंडारण प्रणालियों जैसे छोटे, सरल बैटरी प्रणालियों के लिए उपयुक्त है, यह कम लागत और रखरखाव में आसान है।
• वितरित बीएमएस:बड़े और जटिल बैटरी प्रणालियों के लिए उपयुक्त, जैसे बड़े इलेक्ट्रिक वाहन, हाइब्रिड वाहन, ईंधन सेल वाहन और बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण प्रणाली,उच्च विश्वसनीयता और स्केलेबिलिटी प्रदान करना, लेकिन अधिक लागत के साथ।
• मॉड्यूलर बीएमएस:केंद्रीकृत और वितरित बैटरी के फायदे और नुकसान को ध्यान में रखता है और मध्यम और बड़े बैटरी पैक के लिए उपयुक्त है, जिन्हें लचीलापन और स्केलेबिलिटी की आवश्यकता होती है,जैसे हाइब्रिड वाहन, ग्रिड ऊर्जा भंडारण प्रणाली और स्मार्ट ग्रिड अनुप्रयोग।

भविष्य में, नई ऊर्जा प्रौद्योगिकी के निरंतर विकास के साथ, विभिन्न परिदृश्यों की जरूरतों को पूरा करने के लिए बीएमएस के वास्तुशिल्प रूप भी अधिक विविध होंगे।