सॉफ्टवेयर एल्गोरिदम और लिथियम बैटरी बीएमएस के लिए नियंत्रण रणनीति
उस समय जब नया ऊर्जा उद्योग फलफूल रहा है, लिथियम बैटरी का व्यापक रूप से इलेक्ट्रिक वाहनों, ऊर्जा भंडारण प्रणालियों और अन्य क्षेत्रों में उनके फायदे जैसे कि उच्च ऊर्जा घनत्व और लंबे चक्र जीवन के कारण उपयोग किया जाता है। लिथियम बैटरी सिस्टम के मुख्य घटक के रूप में, इसके सॉफ़्टवेयर एल्गोरिदम और नियंत्रण रणनीतियों को सीधे लिथियम बैटरी के प्रदर्शन, सुरक्षा और सेवा जीवन से संबंधित है। यह लेख सॉफ्टवेयर एल्गोरिदम पर गहन चर्चा और लिथियम बैटरी बीएम की रणनीतियों को नियंत्रित करेगा, और उद्योग में उन्नत प्रौद्योगिकियों और अनुप्रयोग मामलों को शुरू करने पर ध्यान केंद्रित करेगा।
1। लिथियम बैटरी बीएम के मुख्य कार्य और सॉफ्टवेयर वास्तुकला
मूलभूत प्रकार्य
- बैटरी की स्थिति की निगरानी:वोल्टेज, वर्तमान, तापमान और बैटरी के अन्य प्रमुख मापदंडों जैसे प्रमुख मापदंडों का वास्तविक समय संग्रह, बाद के राज्य अनुमान और नियंत्रण रणनीतियों के लिए डेटा आधार प्रदान करता है।
- बैटरी स्थिति का अनुमान:चार्ज राज्य (SOC), स्वास्थ्य की स्थिति (SOH), और बैटरी की शक्ति (SOP) की स्थिति का सटीक रूप से अनुमानित करना BMS द्वारा बुद्धिमान बैटरी प्रबंधन की कुंजी है।
- बैटरी संतुलन प्रबंधन:सक्रिय या निष्क्रिय संतुलन के माध्यम से, बैटरी पैक में प्रत्येक एकल कोशिका की स्थिरता सुनिश्चित करें और बैटरी पैक के सेवा जीवन को लम्बा खींचें।
- चार्ज और डिस्चार्ज कंट्रोल:बैटरी की राज्य और काम करने की स्थिति की आवश्यकताओं के अनुसार, चार्जिंग और डिस्चार्जिंग प्रक्रिया को ओवरचार्ज और ओवरडिसचार्ज जैसी असामान्य स्थितियों की घटना को रोकने के लिए यथोचित रूप से नियंत्रित किया जाता है।
- थर्मल प्रबंधन नियंत्रण:बैटरी के तापमान की निगरानी करें और उचित उपाय करें, जैसे कि फैन कूलिंग या हीटिंग फिल्म को चालू करना, यह सुनिश्चित करने के लिए कि बैटरी उचित तापमान सीमा के भीतर काम कर रही है, बैटरी के प्रदर्शन और सुरक्षा में सुधार कर रही है।
- दोष निदान और सुरक्षा:बैटरी सिस्टम की ऑपरेटिंग स्थिति की वास्तविक समय की निगरानी, समय पर पता लगाने और दोषों का निदान, और सुरक्षात्मक उपायों को लेना, जैसे कि सर्किट, अलार्म, आदि को दोषों के विस्तार को रोकने और सिस्टम सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए।
सॉफ़्टवेयर आर्किटेक्चर
- रियल-टाइम ऑपरेटिंग सिस्टम (आरटीओ) या नंगे-धातु कार्यक्रम:समय नियंत्रण और कार्य शेड्यूलिंग के लिए जिम्मेदार यह सुनिश्चित करने के लिए कि बीएमएस के कार्यों को वास्तविक समय और कुशलता से निष्पादित किया जा सकता है।
- एप्लिकेशन लेयर सॉफ्टवेयर:बैटरी की स्थिति का अनुमान, चार्ज और डिस्चार्ज कंट्रोल, और फॉल्ट डायग्नोसिस जैसे मुख्य कार्यों को लागू करना बीएमएस का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है जो बुद्धिमानी से बैटरी का प्रबंधन करता है।
- प्रयोक्ता इंटरफ़ेस:बीएमएस सिस्टम की निगरानी और संचालन के लिए उपयोगकर्ताओं को सुविधाजनक बनाने के लिए डेटा विज़ुअलाइज़ेशन, सिस्टम पैरामीटर कॉन्फ़िगरेशन और नैदानिक जानकारी प्रदान करता है।
2। बैटरी स्थिति आकलन एल्गोरिथ्म
समाज का अनुमान
- एम्फ़िबियस इंटीग्रेशन विधि:वर्तमान को एकीकृत करके बैटरी के चार्ज और डिस्चार्ज राशि की गणना करें, जिससे एसओसी मूल्य प्राप्त होता है। यह विधि सरल और उपयोग करने में आसान है, लेकिन यह आसानी से कारकों से प्रभावित होता है जैसे कि वर्तमान सेंसर त्रुटियों के संचय और दीर्घकालिक उपयोग के दौरान बैटरी सेल्फ-डिस्चार्ज, जिसके परिणामस्वरूप अनुमान त्रुटि में वृद्धि हुई है।
- ओपन सर्किट वोल्टेज विधि:बैटरी और एसओसी के खुले सर्किट वोल्टेज के बीच पत्राचार के आधार पर अनुमान। बैटरी को समय की अवधि के लिए खड़े होने के लिए छोड़ दिया जाता है, ओपन सर्किट वोल्टेज को मापा जाता है और वर्तमान एसओसी मूल्य प्राप्त करने के लिए पूर्व-स्थापित ओपन सर्किट वोल्टेज-सॉक वक्र के साथ तुलना की जाती है। इस विधि में उच्च सटीकता है, लेकिन बैटरी तापमान और उम्र बढ़ने जैसे कारकों के कारण, ओपन सर्किट वोल्टेज-सोक वक्र बदल जाएगा और मुआवजे की आवश्यकता होगी।
- कलमन फ़िल्टरिंग विधि:राज्य अंतरिक्ष मॉडल पर आधारित एक पुनरावर्ती एल्गोरिथ्म है, जो कई स्रोत जानकारी जैसे बैटरी वोल्टेज, वर्तमान, तापमान, आदि को फ्यूज कर सकता है, वास्तविक समय में एसओसी अनुमानों को अपडेट कर सकता है, और माप शोर और मॉडल त्रुटियों को दबाता है। इसमें उच्च अनुमान सटीकता और मजबूत विरोधी हस्तक्षेप क्षमता है। यह वर्तमान में सबसे उन्नत एसओसी अनुमान विधियों में से एक है, लेकिन गणना की मात्रा अपेक्षाकृत बड़ी है और प्रोसेसर के प्रदर्शन के लिए उच्च आवश्यकताएं हैं। उदाहरण के लिए, जब नॉनलाइनियर सिस्टम को संसाधित किया जाता है, तो विस्तारित कलमन फ़िल्टरिंग (ईकेएफ) एल्गोरिथ्म का अनुमान है कि सन्निकटन को रैखिक करके बैटरी के एसओसी का अनुमान लगाया जाता है, जो अनुमान त्रुटि को 5%से कम तक नियंत्रित कर सकता है।
सोह मूल्यांकन
- क्षमता परीक्षण विधि:SOH को बैटरी के एक पूर्ण चार्ज और डिस्चार्ज चक्र का प्रदर्शन करके और नाममात्र क्षमता के लिए अपनी वास्तविक क्षमता के अनुपात को मापने के लिए निर्धारित किया जाता है। इस पद्धति में उच्च सटीकता है, लेकिन बैटरी के गहरे चार्जिंग और डिस्चार्जिंग की आवश्यकता होती है, जिसमें लंबा समय लगता है और बैटरी पर एक निश्चित उम्र बढ़ने का प्रभाव पड़ेगा। यह आमतौर पर बैटरी के ऑफ़लाइन परीक्षण और मूल्यांकन के लिए उपयोग किया जाता है।
- आंतरिक प्रतिरोध परीक्षण विधि:उम्र बढ़ने की वृद्धि के साथ एक बैटरी का आंतरिक प्रतिरोध बढ़ता है। SOH का अनुमान बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध में परिवर्तन को मापकर किया जा सकता है। हालांकि, जब अकेले उपयोग किया जाता है, तो यह विधि तापमान और एसओसी जैसे कारकों के लिए अतिसंवेदनशील होती है, और अन्य तरीकों के साथ संयोजन में व्यापक मूल्यांकन की आवश्यकता होती है।
- डेटा पैटर्न मान्यता विधि:मशीन लर्निंग एल्गोरिदम का उपयोग करें, जैसे कि कृत्रिम तंत्रिका नेटवर्क, समर्थन वेक्टर मशीनों, आदि को बैटरी के ऐतिहासिक डेटा और वास्तविक समय के चलने वाले डेटा को सीखने और विश्लेषण करने के लिए, बैटरी की स्वास्थ्य स्थिति मॉडल स्थापित करें, और इनपुट फीचर डेटा के आधार पर SOH की भविष्यवाणी करें। यह विधि उच्च अनुमान सटीकता और अनुकूलनशीलता के साथ, बैटरी डेटा में जटिल नॉनलाइनियर संबंधों को खान कर सकती है, लेकिन प्रशिक्षण डेटा और पेशेवर डेटा प्रसंस्करण और विश्लेषण क्षमताओं की एक बड़ी मात्रा की आवश्यकता होती है।
3। बैटरी संतुलन नियंत्रण रणनीति
निष्क्रिय समीकरण
- सिद्धांत:बैटरी पैक में प्रतिरोधों को जोड़ने से, एक उच्च वोल्टेज के साथ एकल कोशिका की अतिरिक्त विद्युत ऊर्जा को थर्मल ऊर्जा के रूप में खपत किया जाता है, ताकि प्रत्येक एकल कोशिका के वोल्टेज सुसंगत हों।
- लाभ:सरल सर्किट, कम लागत, परिपक्व प्रौद्योगिकी और उच्च विश्वसनीयता।
- नुकसान:कम ऊर्जा उपयोग दर, केवल चार्जिंग प्रक्रिया के लिए उपयुक्त, धीमी गति से समीकरण गति, बड़ी क्षमता वाली बैटरी पैक के लिए उपयुक्त नहीं है।
सक्रिय समीकरण
- सिद्धांत:बैटरी पैक में एक उच्च ऊर्जा के साथ एक एकल बैटरी की ऊर्जा को सक्रिय रूप से एक एकल बैटरी में विशिष्ट सर्किट (जैसे कि बिडायरेक्शनल डीसी-डीसी कन्वर्टर्स, ट्रांसफार्मर, आदि) के माध्यम से एक एकल बैटरी के साथ कम ऊर्जा के साथ एक एकल बैटरी के साथ स्थानांतरित कर दिया जाता है, जो ऊर्जा प्राप्ति और बराबरी को प्राप्त करने के लिए कम ऊर्जा के साथ होता है।
- लाभ:उच्च ऊर्जा उपयोग दर, तेजी से संतुलन की गति, द्विदिश समायोजन, बड़ी क्षमता के लिए उपयुक्त, उच्च स्ट्रिंग बैटरी पैक, बैटरी पैक के समग्र प्रदर्शन और सेवा जीवन को प्रभावी ढंग से सुधार सकते हैं।
- नुकसान:सर्किट जटिल है, लागत अधिक है, और नियंत्रण सटीकता अधिक है।
संतुलन रणनीति अनुकूलन
- फजी नियंत्रण एल्गोरिथ्म के आधार पर:बैटरी पैक के वास्तविक समय की स्थिति के अनुसार समतुल्यता थ्रेशोल्ड और इक्वलाइज़ेशन करंट को गतिशील रूप से समायोजित करें, जैसे कि एकल वोल्टेज और तापमान में अंतर, और इक्वलाइज़ेशन दक्षता में सुधार और ऊर्जा हानि को कम करने के लिए बड़े वोल्टेज अंतर के साथ एकल बैटरी को प्राथमिकता दें।
- आनुवंशिक एल्गोरिथ्म आधारित:जैविक विकास प्रक्रियाओं का अनुकरण करके, संतुलन पथ और मापदंडों का अनुकूलन, और बेहतर संतुलन प्रभाव और उच्च ऊर्जा उपयोग प्राप्त करने के लिए इष्टतम संतुलन नियंत्रण रणनीति का पता लगाना।
4। चार्ज और डिस्चार्ज कंट्रोल स्ट्रैटेजी
चार्जिंग नियंत्रण रणनीति
- निरंतर वर्तमान और निरंतर वोल्टेज चार्जिंग विधि:यह वर्तमान में सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला लिथियम बैटरी चार्जिंग विधि है। चार्जिंग के शुरुआती चरण में, बैटरी को एक निरंतर वर्तमान के साथ चार्ज किया जाता है। जब बैटरी वोल्टेज एक निश्चित मान तक पहुंच जाता है, तो यह चार्जिंग खत्म होने तक एक निरंतर वोल्टेज चार्जिंग पर स्विच करता है। यह विधि प्रभावी रूप से चार्जिंग दक्षता में सुधार कर सकती है, चार्जिंग समय को कम कर सकती है और बैटरी को ओवरचार्ज करने से बच सकती है।
- बहु-चरण चार्जिंग विधि:चार्जिंग प्रक्रिया को कई चरणों में विभाजित करें, जैसे कि प्री-चार्जिंग, निरंतर वर्तमान चार्जिंग, निरंतर वोल्टेज चार्जिंग, फ्लोटिंग चार्जिंग, आदि बैटरी की स्थिति और आवश्यकताओं के आधार पर, विभिन्न चार्जिंग धाराओं और वोल्टेज का उपयोग विभिन्न चरणों में चार्जिंग दक्षता और बैटरी प्रदर्शन में सुधार करने और बैटरी जीवन का विस्तार करने के लिए किया जाता है।
- बुद्धिमान चार्जिंग रणनीति:बैटरी स्थिति अनुमान और वास्तविक समय की निगरानी डेटा के आधार पर चार्जिंग करंट और वोल्टेज को गतिशील रूप से समायोजित करें। उदाहरण के लिए, बैटरी के एसओसी, एसओएच, तापमान और अन्य मापदंडों के आधार पर, चार्जिंग वक्र को अनुकूलित किया जाता है, व्यक्तिगत चार्जिंग प्राप्त की जाती है, और चार्जिंग सुरक्षा और दक्षता में सुधार होता है।
निर्वहन नियंत्रण रणनीति
- ओवरडिसचार्ज प्रोटेक्शन:वास्तविक समय में बैटरी वोल्टेज की निगरानी करें। जब सिंगल बैटरी का वोल्टेज सेट ओवरडिसचार्ज थ्रेशोल्ड से कम होता है, तो बैटरी को गहराई से डिस्चार्ज होने से रोकने के लिए डिस्चार्ज सर्किट को समय में काट लें और बैटरी को अपरिवर्तनीय क्षति से बचें। उदाहरण के लिए, लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी की ओवर-डिस्चार्ज थ्रेशोल्ड आमतौर पर 2.5V के आसपास होती है, और टर्नरी लिथियम बैटरी की ओवर-डिस्चार्ज थ्रेशोल्ड लगभग 2.8V है।
- बिजली की सीमा और गतिशील समायोजन:बैटरी अधिभार से बचने के लिए बैटरी की स्थिति और काम करने की स्थिति की आवश्यकताओं के अनुसार डिस्चार्ज पावर को सीमित करें। इलेक्ट्रिक वाहनों जैसे अनुप्रयोगों में, डिस्चार्ज पावर को वाहन की ड्राइविंग स्थिति, बैटरी के एसओसी और तापमान जैसे कारकों के अनुसार गतिशील रूप से समायोजित किया जा सकता है ताकि बैटरी के सुरक्षित संचालन को सुनिश्चित किया जा सके, और साथ ही वाहन के बिजली प्रदर्शन और सीमा में सुधार हो।
- डिस्चार्ज इक्वलाइज़ेशन कंट्रोल:डिस्चार्ज प्रक्रिया के दौरान, बैटरी बराबरी प्रबंधन के साथ संयुक्त, कम वोल्टेज के साथ एकल कोशिकाओं पर उचित बराबरी समायोजन किया जाता है, ताकि बैटरी पैक डिस्चार्ज प्रक्रिया के दौरान अच्छी स्थिरता बनाए रखता है, और बैटरी पैक के समग्र निर्वहन प्रदर्शन और सेवा जीवन में सुधार करता है।
5। थर्मल प्रबंधन नियंत्रण रणनीति
तापमान निगरानी और प्रारंभिक चेतावनी
- बहु-बिंदु निगरानी:वास्तविक समय में बैटरी के तापमान वितरण की निगरानी के लिए बैटरी पैक के प्रमुख स्थानों पर कई तापमान सेंसर की व्यवस्था करें। विभिन्न स्थानों पर तापमान डेटा एकत्र करके, बैटरी पैक के थर्मल स्थिति को अधिक सटीक रूप से समझा जा सकता है, थर्मल प्रबंधन और नियंत्रण के लिए एक आधार प्रदान करता है।
- तापमान चेतावनी:एक तापमान चेतावनी सीमा निर्धारित करें। जब बैटरी का तापमान चेतावनी सीमा से अधिक हो जाता है, तो इसी उपायों को लेने के लिए सिस्टम को याद दिलाने के लिए समय में एक अलार्म सिग्नल जारी किया जाएगा। उदाहरण के लिए, जब बैटरी का तापमान 45 ℃ तक पहुंच जाता है, तो एक उच्च तापमान चेतावनी जारी की जाती है; जब तापमान 0 ℃ से नीचे गिरता है, तो कम तापमान चेतावनी जारी की जाती है
गर्मी अपव्यय नियंत्रण रणनीति
- एयर-कूल्ड हीट डिसिपेशन:बैटरी पैक के चारों ओर हवा के प्रवाह में तेजी लाने के लिए प्रशंसकों और अन्य उपकरणों का उपयोग करें, बैटरी द्वारा उत्पन्न गर्मी को दूर करें। पंखे की गति को नियंत्रित करके, बैटरी तापमान और डिस्चार्ज पावर जैसे कारकों के अनुसार हीट अपव्यय की तीव्रता को गतिशील रूप से समायोजित करना यह सुनिश्चित करने के लिए कि बैटरी का तापमान एक उचित सीमा के भीतर है। उदाहरण के लिए, जब एक इलेक्ट्रिक वाहन उच्च गति से ड्राइविंग कर रहा होता है या जब उच्च शक्ति पर बैटरी डिस्चार्ज हो जाती है, तो पंखे की गति बढ़ जाती है और गर्मी अपव्यय प्रभाव को बढ़ाया जाता है।
- तरल-ठंडा गर्मी अपव्यय:उच्च-शक्ति और बड़ी क्षमता वाली बैटरी सिस्टम के लिए, लिक्विड-कूल्ड हीट डिसिपेशन को अपनाया जाता है। शीतलक को प्रसारित करके, बैटरी द्वारा उत्पन्न गर्मी जल्दी से प्रेषित और उत्सर्जित होती है। लिक्विड-कूल्ड हीट डिसिपेशन में उच्च गर्मी अपव्यय दक्षता और उच्च तापमान नियंत्रण सटीकता के फायदे हैं, जो बैटरी पैक के तापमान ढाल को प्रभावी ढंग से कम कर सकते हैं और बैटरी के प्रदर्शन और जीवन में सुधार कर सकते हैं।
हीटिंग नियंत्रण रणनीतियाँ
- कम-तापमान प्रीहीटिंग:एक कम तापमान वाले वातावरण में, जब बैटरी का तापमान एक निश्चित मूल्य (जैसे, 0 ° C) से नीचे गिरता है, तो बैटरी पैक को प्रीहीट करने के लिए एक हीटिंग फिल्म या PTC हीटर जैसे हीटिंग डिवाइस को सक्रिय करें और इसके तापमान को एक उपयुक्त ऑपरेटिंग रेंज तक बढ़ाएं। प्रीहीटिंग प्रक्रिया के दौरान, अत्यधिक हीटिंग के कारण होने वाली बैटरी को नुकसान से बचने के लिए हीटिंग पावर और हीटिंग समय को नियंत्रित किया जाना चाहिए।
- तापमान समीकरण नियंत्रण:हीटिंग प्रक्रिया के दौरान, बैटरी पैक में प्रत्येक सेल का तापमान स्थानीय ओवरहीटिंग या अत्यधिक तापमान अंतर से बचने के लिए एक उचित नियंत्रण रणनीति के माध्यम से समान रूप से बढ़ता है। उदाहरण के लिए, जोनल हीटिंग नियंत्रण का उपयोग बैटरी पैक तापमान के समान वितरण को प्राप्त करने के लिए प्रत्येक क्षेत्र के तापमान के अनुसार हीटिंग पावर को समायोजित करने के लिए किया जाता है।
6। दोष निदान और सुरक्षा रणनीतियाँ
दोष निदान एल्गोरिथ्म
- नियम-आधारित निदान:बैटरी के वोल्टेज, वर्तमान, तापमान और अन्य मापदंडों की असामान्य विशेषताओं के आधार पर नैदानिक नियमों की एक श्रृंखला तैयार करें। जब मॉनिटर किए गए पैरामीटर प्रीसेट सेफ्टी रेंज से अधिक होते हैं या म्यूटेशन होते हैं, तो इसी नैदानिक नियमों को गलती के प्रकार और स्थान को निर्धारित करने के लिए ट्रिगर किया जाएगा। उदाहरण के लिए, जब बैटरी वोल्टेज अचानक शून्य पर गिर जाता है, तो यह आंका जाता है कि शॉर्ट सर्किट गलती हो सकती है।
- सांख्यिकीय विधि:बैटरी मापदंडों के बदलते रुझानों और सहसंबंधों का विश्लेषण करने के लिए ऐतिहासिक डेटा और सांख्यिकीय मॉडल का उपयोग करें। बैटरी मापदंडों की सांख्यिकीय विशेषताओं का विश्लेषण करके, जैसे कि माध्य, विचरण, सहसंबंध गुणांक, आदि, बैटरी प्रदर्शन में गिरावट और संभावित दोषों को समय पर खोजा जाता है। उदाहरण के लिए, जब बैटरी का आंतरिक प्रतिरोध धीरे -धीरे बढ़ता है और एक निश्चित सीमा से अधिक हो जाता है, तो यह भविष्यवाणी की जाती है कि बैटरी उम्र बढ़ने की विफलता का अनुभव कर सकती है।
- मशीन सीखने के तरीके:बैटरी के सामान्य और असामान्य व्यवहार पैटर्न की पहचान करने के लिए ट्रेन मशीन लर्निंग मॉडल, जैसे समर्थन वेक्टर मशीन, यादृच्छिक जंगल, तंत्रिका नेटवर्क आदि। बड़ी मात्रा में बैटरी ऑपरेशन डेटा इनपुट करके, मॉडल बैटरी की विशेषताओं और व्यवहार पैटर्न को सीख सकता है, जिससे स्वचालित निदान और दोषों की शुरुआती चेतावनी प्राप्त होती है। मशीन लर्निंग के तरीकों में उच्च नैदानिक सटीकता और अनुकूलनशीलता होती है, लेकिन प्रशिक्षण डेटा और पेशेवर मॉडल प्रशिक्षण प्रौद्योगिकी की एक बड़ी मात्रा की आवश्यकता होती है।
विफलता संरक्षण उपाय
- कट ऑफ सर्किट:जब गंभीर दोषों का निदान किया जाता है, जैसे कि शॉर्ट सर्किट, ओवरचार्जिंग, ओवरडिसचार्ज, आदि, बैटरी चार्ज को काटने और समय पर डिस्चार्ज सर्किट को काटें, ताकि गलती को बढ़ाने और बैटरी और सिस्टम की सुरक्षा की सुरक्षा से रोका जा सके। उदाहरण के लिए, MOSFET या रिले के चालू और बंद को नियंत्रित करके सर्किट को जल्दी से काट लें।
- गलती अलार्म और संकेत:एक गलती की स्थिति में, ध्यान देने के लिए उपयोगकर्ता या सिस्टम व्यवस्थापक को याद दिलाने के लिए एक श्रव्य और प्रकाश अलार्म सिग्नल जारी किया जाता है। इसी समय, फॉल्ट टाइप और संबंधित जानकारी को फॉल्ट इंडिकेटर लाइट या डिस्प्ले स्क्रीन के माध्यम से प्रदर्शित किया जाता है, जो समस्या निवारण और हैंडलिंग की सुविधा प्रदान करता है।
- त्रुटि का पृथक्करण:बड़ी बैटरी सिस्टम में, जैसे कि एनर्जी स्टोरेज सिस्टम, जब एक बैटरी मॉड्यूल या क्लस्टर विफल हो जाता है, तो दोषपूर्ण भाग को डीसी सर्किट ब्रेकर, फ़्यूज़ और अन्य उपकरणों के माध्यम से पूरे सिस्टम से अलग किया जाता है ताकि गलती के प्रसार को रोका जा सके और सिस्टम के सामान्य संचालन को सुनिश्चित किया जा सके।
7। संचार प्रबंधन रणनीति
संचार प्रोटोकॉल चयन
- क्या बस प्रोटोकॉल कर सकते हैं:उच्च-गति संचार क्षमताओं, कम बिट त्रुटि दर और बहु-नोड कनेक्शन के लिए समर्थन के फायदे हैं। इसका व्यापक रूप से इलेक्ट्रिक वाहनों, ऊर्जा भंडारण प्रणालियों और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। कैन बस बीएमएस और वाहन नियंत्रकों, चार्जर्स, इनवर्टर और अन्य उपकरणों के बीच कुशल संचार का एहसास कर सकती है, जो डेटा ट्रांसमिशन की सटीकता और विश्वसनीयता सुनिश्चित करती है।
- RS-485 प्रोटोकॉल:लंबी दूरी के संचार के लिए उपयुक्त, मजबूत विरोधी हस्तक्षेप क्षमता और कई जुड़े नोड्स की विशेषताएं हैं, और अक्सर बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण प्रणालियों की निगरानी और प्रबंधन के लिए उपयोग किया जाता है। RS-485 बस के माध्यम से, कई BMS गुलाम इकाइयों को केंद्रीकृत निगरानी और प्रबंधन को प्राप्त करने के लिए मास्टर इकाइयों से जोड़ा जा सकता है।
- वायरलेस संचार प्रोटोकॉल:जैसे कि ब्लूटूथ, वाई-फाई, ज़िगबी, आदि, जिसका उपयोग बीएमएस और मोबाइल उपकरणों, होस्ट कंप्यूटर आदि के बीच वायरलेस संचार के लिए किया जा सकता है। वायरलेस संचार विधि में आसान स्थापना और उच्च लचीलेपन के फायदे हैं, जो उपयोगकर्ताओं को बैटरी की स्थिति की निगरानी करने और वास्तविक समय में मापदंडों को कॉन्फ़िगर करने की सुविधा प्रदान करता है।
आंकड़ा प्रबंधन और संचरण अनुकूलन
- डेटा अधिग्रहण और प्रसंस्करण:यथोचित रूप से डेटा अधिग्रहण आवृत्ति और सटीकता डिजाइन करें, और बैटरी की स्थिति और अनुप्रयोग आवश्यकताओं के अनुसार कुंजी पैरामीटर डेटा एकत्र करें। एकत्र किए गए डेटा को डेटा की सटीकता और विश्वसनीयता में सुधार करने के लिए फ़िल्टर, कैलिब्रेटेड, फ्यूजन और अन्य प्रसंस्करण किया जाता है और बाद के राज्य अनुमान और नियंत्रण रणनीतियों के लिए उच्च-गुणवत्ता वाले डेटा समर्थन प्रदान किया जाता है।
- डेटा ट्रांसमिशन अनुकूलन:डेटा ट्रांसमिशन वॉल्यूम को कम करने और ट्रांसमिशन दक्षता में सुधार करने के लिए डेटा संपीड़न और पैकेजिंग प्रौद्योगिकियों को अपनाता है। इसी समय, डेटा ट्रांसमिशन की अखंडता और वास्तविक-समयिकता सुनिश्चित करने के लिए संचार डेटा फ्रेम संरचना का अनुकूलन करें। उदाहरण के लिए, कैन बस संचार में, डेटा फ्रेम और ट्रांसमिशन देरी से बचने के लिए डेटा फ्रेम की आईडी और लंबाई को यथोचित आवंटित किया जाता है।
8। व्यावहारिक अनुप्रयोग मामले और उद्योग के रुझान
व्यावहारिक अनुप्रयोग मामले
- विद्युतीय वाहन:एक इलेक्ट्रिक वाहन परियोजना में, विस्तारित कलमन फ़िल्टरिंग एल्गोरिथ्म पर आधारित एक SOC अनुमान विधि को अपनाया जाता है, जो कि बहु-चरण चार्जिंग नियंत्रण रणनीति और निष्क्रिय समीकरण प्रबंधन के साथ संयुक्त है, उच्च परिशुद्धता राज्य अनुमान और बैटरी के प्रभावी प्रबंधन को प्राप्त करने के लिए। बीएमएस सिस्टम बैटरी की स्थिति और वाहन ड्राइविंग की जरूरतों के अनुसार चार्जिंग करंट और वोल्टेज को गतिशील रूप से समायोजित कर सकता है, बैटरी की चार्जिंग और डिस्चार्जिंग प्रक्रिया को अनुकूलित कर सकता है, और वाहन की क्रूज़िंग रेंज और बैटरी जीवन में सुधार कर सकता है। इसी समय, वाहन नियंत्रक की कैन बस के साथ संचार के माध्यम से, वाहन के सुरक्षित संचालन को सुनिश्चित करने के लिए बैटरी की स्थिति की जानकारी वास्तविक समय में प्रेषित की जाती है।
- ऊर्जा भंडारण प्रणाली:एक बड़े ऊर्जा भंडारण पावर स्टेशन में, एक वितरित बीएमएस आर्किटेक्चर को अपनाया जाता है, जो कि बड़े पैमाने पर लिथियम बैटरी पैक के कुशल प्रबंधन और नियंत्रण को प्राप्त करने के लिए, फजी नियंत्रण एल्गोरिदम के आधार पर सक्रिय बराबरी प्रौद्योगिकी और थर्मल प्रबंधन रणनीतियों के साथ संयुक्त है। बीएमएस सिस्टम बहु-बिंदु तापमान निगरानी और बुद्धिमान गर्मी विघटन नियंत्रण के माध्यम से चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के दौरान बैटरी पैक की तापमान एकरूपता और सुरक्षा सुनिश्चित करता है। उसी समय, वायरलेस संचार प्रौद्योगिकी, डेटा ट्रांसमिशन और एनर्जी स्टोरेज सिस्टम की रिमोट मॉनिटरिंग और रिमोट मॉनिटरिंग सेंटर की रिमोट मॉनिटरिंग का उपयोग करके, जो ऊर्जा भंडारण प्रणाली की परिचालन स्थिति के वास्तविक समय की निगरानी और प्रबंधन की सुविधा प्रदान करता है, और ऊर्जा भंडारण प्रणाली की विश्वसनीयता और रखरखाव में सुधार करता है।
उद्योग रुझान
- बुद्धिमान और अनुकूली नियंत्रण:भविष्य के लिथियम बैटरी बीएम अधिक बुद्धिमान होंगे और इसमें अनुकूली नियंत्रण क्षमताएं होंगी। आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस और मशीन लर्निंग जैसी प्रौद्योगिकियों को पेश करके, बीएमएस वास्तविक समय में बैटरी की विशेषताओं और काम करने की स्थिति को सीख सकता है, स्वचालित रूप से नियंत्रण रणनीतियों और एल्गोरिथ्म मापदंडों को समायोजित कर सकता है, अधिक सटीक राज्य अनुमान और अधिक अनुकूलित प्रबंधन नियंत्रण का एहसास कर सकता है, और बैटरी प्रणाली के प्रदर्शन और जीवन में सुधार करता है।
- उच्च परिशुद्धता और उच्च विश्वसनीयता:जैसा कि इलेक्ट्रिक वाहनों में लिथियम बैटरी के एप्लिकेशन स्केल, ऊर्जा भंडारण और अन्य क्षेत्रों का विस्तार जारी है, बीएमएस के लिए सटीकता और विश्वसनीयता आवश्यकताएं भी बढ़ रही हैं। बीएमएस बैटरी की स्थिति की निगरानी और अनुमान की सटीकता में सुधार करने के लिए अधिक उन्नत सेंसर तकनीक, सिग्नल प्रोसेसिंग एल्गोरिदम और फॉल्ट डायग्नोसिस विधियों को अपनाएगा, जबकि विभिन्न कठोर ऑपरेटिंग परिस्थितियों में बीएमएस के स्थिर संचालन को सुनिश्चित करने के लिए सिस्टम की विश्वसनीयता डिजाइन और निरर्थक डिजाइन को मजबूत करता है।
- एकीकरण और मॉड्यूलरिटी: लागत को कम करने और सिस्टम स्केलेबिलिटी और स्थिरता में सुधार करने के लिए, लिथियम बैटरी बीएम एकीकरण और मॉड्यूलरिटी की ओर बढ़ेगी। बीएमएस के हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर फ़ंक्शंस को विभिन्न एप्लिकेशन परिदृश्यों और बैटरी कॉन्फ़िगरेशन के अनुसार लचीले संयोजन और विस्तार की सुविधा के लिए मॉड्यूलर रूप से डिज़ाइन किया गया है। इसी समय, बीएमएस को अधिक कॉम्पैक्ट और कुशल ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली बनाने के लिए बैटरी पैक, इनवर्टर, चार्जर्स और अन्य उपकरणों के साथ गहराई से एकीकृत किया जाता है।
- अन्य प्रौद्योगिकियों के साथ एकीकरण:लिथियम बैटरी बीएमएस को रिमोट मॉनिटरिंग, इंटेलिजेंट मैनेजमेंट और बैटरी सिस्टम के डेटा विश्लेषण का एहसास करने के लिए इंटरनेट ऑफ थिंग्स, बिग डेटा और क्लाउड कंप्यूटिंग जैसी तकनीकों के साथ गहराई से एकीकृत किया जाएगा। IoT तकनीक के माध्यम से, BMS बैटरी के वास्तविक समय के डेटा को क्लाउड प्लेटफ़ॉर्म पर अपलोड कर सकता है, जिससे रिमोट मॉनिटरिंग और बैटरी सिस्टम की गलती चेतावनी का एहसास हो सकता है। बिग डेटा और क्लाउड कंप्यूटिंग तकनीक का उपयोग करते हुए, बड़ी मात्रा में बैटरी ऑपरेशन डेटा का विश्लेषण और खनन किया जाता है, बैटरी स्वास्थ्य प्रबंधन, प्रदर्शन अनुकूलन और जीवन की भविष्यवाणी के लिए डेटा समर्थन प्रदान करता है, और लिथियम बैटरी प्रौद्योगिकी के निरंतर विकास और प्रगति को बढ़ावा देता है।
योग करने के लिए, लिथियम बैटरी बीएम की सॉफ्टवेयर एल्गोरिदम और नियंत्रण रणनीतियों को लिथियम बैटरी के सुरक्षित और कुशल संचालन को सुनिश्चित करने की कुंजी है। लगातार बैटरी स्थिति अनुमान एल्गोरिदम का अनुकूलन करके, संतुलित नियंत्रण रणनीतियों, चार्ज और डिस्चार्ज कंट्रोल स्ट्रेटजी, थर्मल मैनेजमेंट कंट्रोल स्ट्रेटेजी, फॉल्ट डायग्नोसिस और प्रोटेक्शन स्ट्रेटजी, और कम्युनिकेशन मैनेजमेंट स्ट्रेटेजीज़, लिथियम बैटरी के प्रदर्शन, जीवन और विश्वसनीयता में सुधार किया जा सकता है और लिथियम बैटरी सिस्टम के लिए नई ऊर्जा उद्योग की बढ़ती मांग को पूरा किया जा सकता है। भविष्य में, प्रौद्योगिकी की निरंतर नवाचार और प्रगति के साथ, लिथियम बैटरी बीएमएस खुफिया, उच्च परिशुद्धता, उच्च विश्वसनीयता, एकीकरण, आदि में अधिक सफलताएं देगा, लिथियम बैटरी उद्योग के विकास के लिए मजबूत समर्थन प्रदान करेगा, नई ऊर्जा उद्योग के सतत विकास को बढ़ावा देना और वैश्विक ऊर्जा परिवर्तन और सतत विकास प्रक्रिया में मदद करेगा।