Nuair a bhios daoine a’ bruidhinn mu charbadan dealain (EVn), bidh a’ chòmhradh gu tric a’ tionndadh mu raon, luathachadh, agus astar cosgais. Ach, air cùl a’ choileanaidh iongantach seo, tha pàirt shàmhach ach deatamach ag obair gu cruaidh: anSiostam Riaghlaidh Bataraidh EV (BMS).
’S urrainn dhut smaoineachadh air a’ BMS mar “neach-dìon bataraidh” dìcheallach. Chan e a-mhàin gu bheil e a’ cumail sùil air “teòthachd” agus “seasmhachd” (bholtaids) a’ bhataraidh ach cuideachd a’ dèanamh cinnteach gu bheil gach ball den sgioba (na ceallan) ag obair ann an co-sheirm. Mar a tha aithisg bho Roinn Cumhachd nan SA a’ soilleireachadh, “tha riaghladh bataraidh adhartach deatamach airson gabhail ri carbadan dealain a thoirt air adhart.”¹
Bheir sinn thu air sgrùdadh domhainn air a’ ghaisgeach neo-aithnichte seo. Tòisichidh sinn leis a’ chridhe a bhios e a’ riaghladh—na seòrsaichean bataraidh—an uairsin gluaisidh sinn gu na prìomh ghnìomhan aige, an ailtireachd coltach ri eanchainn aige, agus mu dheireadh coimheadaidh sinn ri àm ri teachd air a stiùireadh le AI agus teicneòlas gun uèir.
1: A’ tuigsinn “Cridhe” a’ BMS: Seòrsachan Bataraidh EV
Tha dealbhadh BMS ceangailte gu dlùth ris an t-seòrsa bataraidh a bhios e a’ riaghladh. Bidh diofar cho-dhèanamhan ceimigeach ag iarraidh ro-innleachdan riaghlaidh gu math eadar-dhealaichte. Is e tuigse air na bataraidhean sin a’ chiad cheum a dh’ionnsaigh tuigse fhaighinn air cho iom-fhillte ‘s a tha dealbhadh BMS.
Bataraidhean EV Prìomh-shruthach agus Gluasadan san Àm ri Teachd: Sealladh Coimeasach
| Seòrsa Bataraidh | Prìomh fheartan | Buannachdan | Eas-bhuannachdan | Fòcas Riaghlaidh BMS |
|---|---|---|---|---|
| Fosfáit Iarainn Lithium (LFP) | Cosg-èifeachdach, glè shàbhailte, beatha cearcall fada. | Seasmhachd teirmeach sàr-mhath, cunnart ìosal de theicheadh teirmeach. Faodaidh beatha cearcall a bhith nas fhaide na 3000 cearcall. Cosgais ìosal, gun chobalt. | Dùmhlachd lùtha an ìre mhath nas ìsle. Coileanadh bochd ann an teòthachd ìosal. Duilich SOC a thomhas. | Measadh SOC àrd-chruinneasFeumaidh algairimean iom-fhillte gus dèiligeadh ris a’ lùb bholtaids rèidh.Ro-theasachadh aig teòthachd ìosalFeumaidh siostam teasachaidh bataraidh aonaichte cumhachdach. |
| Nicil Manganese Cobalt (NMC/NCA) | Dùmhlachd lùtha àrd, raon dràibhidh fada. | Dùmhlachd lùtha as fheàrr airson raon nas fhaide. Coileanadh nas fheàrr ann an aimsir fhuar. | Seasmhachd teirmeach nas ìsle. Cosgais nas àirde air sgàth cobalt agus nicil. Mar as trice bidh beatha a’ chearcaill nas giorra na LFP. | Sgrùdadh sàbhailteachd gnìomhachSgrùdadh aig ìre milleidiog air bholtaids is teòthachd cealla.Cothromachadh gnìomhach cumhachdachA’ cumail cunbhalachd am measg cheallan dùmhlachd-lùtha àrd.Co-òrdanachadh teann air riaghladh teirmeach. |
| Bataraidh Staid-chruaidh | A’ cleachdadh electrolyte cruaidh, air fhaicinn mar an ath ghinealach. | Sàbhailteachd as fheàrrA’ cur às gu bunaiteach don chunnart teine bho aodion electrolyte.Dùmhlachd lùtha fìor àrdGu teòiridheach suas ri 500 Wh/kg. Raon teòthachd obrachaidh nas fharsainge. | Chan eil an teicneòlas aibidh fhathast; cosgais àrd. Dùbhlain le strì an eadar-aghaidh agus beatha cearcall. | Teicneòlasan mothachaidh ùraIs dòcha gum feumar sùil a chumail air meudan corporra ùra leithid cuideam.Measadh staid eadar-aghaidhA’ cumail sùil air slàinte an eadar-aghaidh eadar an electrolyte agus na electrodan. |
2: Prìomh Dhleastanasan BMS: Dè a bhios e a’ dèanamh dha-rìribh?
Tha BMS làn-ghnìomhach coltach ri eòlaiche ioma-thàlantach, a’ cluich dreuchdan cunntasair, dotair, agus dìonadair-bodhaig aig an aon àm. Faodar an obair aige a roinn ann an ceithir prìomh dhleastanasan.
1. Measadh Stàite: An "Tomhasair Connaidh" agus an "Aithisg Slàinte"
•Staid Cosgais (SOC):Seo as motha a tha cudromach do luchd-cleachdaidh: “Dè an ìre bataraidh a tha air fhàgail?” Bidh tuairmse ceart air SOC a’ cur casg air iomagain mu raon. Airson bataraidhean mar LFP le lùb bholtaids rèidh, tha tuairmse ceart air SOC na dhùbhlan teicnigeach den chiad ìre, a dh’ fheumas algairidhean iom-fhillte mar an criathrag Kalman.
•Staid na Slàinte (SOH):Bidh seo a’ measadh “slàinte” a’ bhataraidh an taca ri nuair a bha e ùr agus tha e na phrìomh fheart ann a bhith a’ dearbhadh luach EV cleachdte. Tha bataraidh le 80% SOH a’ ciallachadh nach eil a comas as àirde ach 80% de bataraidh ùr.
2. Cothromachadh Cealla: Ealain Obair-sgioba
Tha pasgan bataraidh air a dhèanamh de cheudan no mìltean de cheallan ceangailte ann an sreath agus co-shìnte. Air sgàth eadar-dhealachaidhean beaga saothrachaidh, bidh na h-ìrean cosgais is sgaoilidh aca ag atharrachadh beagan. Mura tèid cothromachadh a dhèanamh, bidh an cealla leis a’ chosgais as ìsle a’ dearbhadh ceann-uidhe sgaoilidh a’ phacaid gu lèir, agus bidh an cealla leis a’ chosgais as àirde a’ dearbhadh ceann-uidhe a’ chosgais.
• Cothromachadh Fulangach:A’ losgadh cus lùth bho cheallan le luchd nas àirde le bhith a’ cleachdadh resistor. Tha e sìmplidh agus saor ach bidh e a’ gineadh teas agus a’ caitheamh lùth.
• Cothromachadh Gnìomhach:A’ gluasad lùth bho cheallan le cosgais nas àirde gu ceallan le cosgais nas ìsle. Tha e èifeachdach agus faodaidh e an raon a ghabhas cleachdadh a mheudachadh ach tha e iom-fhillte agus cosgail. Tha rannsachadh bho SAE International a’ moladh gum faod cothromachadh gnìomhach comas a ghabhas cleachdadh pacaid a mheudachadh mu 10%⁶.
3. Dìon Sàbhailteachd: An "Neach-dìon" Faireachail
Is e seo an dleastanas as cudromaiche aig an BMS. Bidh e a’ cumail sùil leantainneach air paramadairean a’ bhataraidh tro mothachairean.
•Dìon Thar-bholtaids/Fo-bholtaids:A’ cur casg air cus-chosgais no cus-sgaoileadh, prìomh adhbharan milleadh maireannach air a’ bhataraidh.
•Dìon Thar-shruthach:Gearraidh e dheth a’ chuairt gu sgiobalta rè tachartasan sruth neo-àbhaisteach, leithid cuairt ghoirid.
•Dìon an aghaidh cus teòthachd:Tha bataraidhean air leth mothachail air teòthachd. Bidh am BMS a’ cumail sùil air an teòthachd, a’ cuingealachadh cumhachd ma tha e ro àrd no ro ìosal, agus a’ cur siostaman teasachaidh no fuarachaidh an gnìomh. Is e casg a chuir air teicheadh teirmeach a phrìomhachas, rud a tha deatamach airson siostam coileanta.Dealbhadh Stèisean Cosgais EV.
3. Eanchainn a’ BMS: Ciamar a tha i air a dealbhadh?
Tha taghadh ailtireachd BMS cheart na mhalairt eadar cosgais, earbsachd agus sùbailteachd.
Coimeas Ailtireachd BMS: Meadhanaichte an aghaidh Sgaoilte an aghaidh Modúlach
| Ailtireachd | Structar & Feartan | Buannachdan | Eas-bhuannachdan | Solaraichean Riochdachail/Teicneòlas |
|---|---|---|---|---|
| Meadhanaichte | Bidh a h-uile uèir mothachaidh cealla a’ ceangal gu dìreach ri aon rianadair meadhanach. | Cosgais ìseal Structar sìmplidh | Aon phuing fàilligeadh Uèirleadh iom-fhillte, trom Droch sgèileadh | Ionnsramaidean Texas (TI), Infineona’ tabhann fuasglaidhean aon-chip làn-aonaichte. |
| Air a sgaoileadh | Tha rianadair tràill fhèin aig gach modúl bataraidh a bhios ag aithris don phrìomh rianadair. | Earbsachd àrd Sgèileadh làidir Furasta a chumail suas | Cosgais àrd iom-fhillteachd an t-siostaim | Innealan Analogach (ADI)Tha BMS gun uèir (wBMS) na phrìomh chompanaidh san raon seo.NXPcuideachd a’ tabhann fuasglaidhean làidir. |
| Modúlach | Dòigh-obrach measgaichte eadar an dà rud eile, a’ cothromachadh cosgais agus coileanadh. | Cothromachadh math Dealbhadh sùbailte | Gun fheart sònraichte sam bith; cuibheasach anns a h-uile taobh. | Solaraichean Ìre 1 marMarelliagusPreha’ tabhann fuasglaidhean gnàthaichte mar sin. |
A ailtireachd sgaoilte, gu h-àraidh BMS gun uèir (wBMS), a’ sìor fhàs mar ghluasad sa ghnìomhachas. Bidh e a’ cur às do uèirleadh conaltraidh iom-fhillte eadar rianadairean, a tha chan ann a-mhàin a’ lughdachadh cuideam agus cosgais ach cuideachd a’ toirt seachad sùbailteachd gun samhail ann an dealbhadh pacaidean bataraidh agus a’ sìmpleachadh amalachadh leUidheam Solarachaidh Charbadan Dealain (EVSE).
4: Àm ri Teachd BMS: Gluasadan Teicneòlais an Ath Ghinealaich
Tha teicneòlas BMS fada bhon cheann-uidhe aige; tha e ag atharrachadh gus a bhith nas glice agus nas ceangailte.
• AI agus Ionnsachadh Innealan:Cha bhi BMS san àm ri teachd an urra ri modalan matamataigeach stèidhichte tuilleadh. An àite sin, cleachdaidh iad AI agus ionnsachadh innealan gus meudan mòra de dhàta eachdraidheil a sgrùdadh gus SOH agus Beatha Feumail a tha air fhàgail (RUL) a ro-innse nas cruinne, agus eadhon rabhaidhean tràth a thoirt seachad airson lochdan a dh’ fhaodadh a bhith ann⁹.
• BMS ceangailte ris a’ sgòth:Le bhith a’ luchdachadh suas dàta chun sgòth, tha e comasach sgrùdadh agus breithneachadh iomallach a dhèanamh air bataraidhean charbadan air feadh an t-saoghail. Chan e a-mhàin gu bheil seo a’ leigeil le ùrachaidhean Thar-an-Adhair (OTA) a bhith ann don algairim BMS ach tha e cuideachd a’ toirt seachad dàta luachmhor airson rannsachadh bataraidh an ath ghinealaich. Tha am bun-bheachd seo bho charbad gu sgòth cuideachd a’ leagail a’ bhunait airsonv2g(Carbad-gu-Grid)teicneòlas.
•Ag atharrachadh gu teicneòlasan bataraidh ùra:Co-dhiù a tha e na bataraidhean cruaidh-staid noBataraidh Flow & Teicneòlasan Cridhe LDES, bidh feum aig na teicneòlasan a tha a’ tighinn am bàrr air ro-innleachdan riaghlaidh BMS agus teicneòlasan mothachaidh gu tur ùr.
Liosta-sgrùdaidh Dealbhaidh an Innleadair
Do innleadairean a tha an sàs ann an dealbhadh no taghadh BMS, is iad na puingean a leanas prìomh bhreithneachadh:
• Ìre Sàbhailteachd Gnìomhach (ASIL):A bheil e a’ gèilleadh ris anISO 26262inbhe? Airson pàirt sàbhailteachd chudromach leithid BMS, mar as trice bidh feum air ASIL-C no ASIL-D¹⁰.
•Riatanasan Cruinneas:Tha cruinneas tomhais bholtaids, sruth agus teòthachd a’ toirt buaidh dhìreach air cruinneas tuairmse SOC/SOH.
•Pròtacalan Conaltraidh:A bheil e a’ toirt taic do phròtacalan bus chàraichean prìomh-shruthach leithid CAN agus LIN, agus a bheil e a’ gèilleadh ri riatanasan conaltraidhInbhean Cosgais EV?
• Comas Cothromachaidh:A bheil e na chothromachadh gnìomhach no fulangach? Dè an sruth cothromachaidh a th’ ann? An urrainn dha coinneachadh ri riatanasan dealbhaidh a’ phacaid bataraidh?
•Sgèilealachd:An gabh am fuasgladh atharrachadh gu furasta gu diofar àrd-ùrlaran pacaidean bataraidh le diofar chomasan agus ìrean bholtaids?
Eanchainn a tha ag Ath-leasachadh a’ Charbaid Dealain
AnSiostam Riaghlaidh Bataraidh EV (BMS)'S e pìos riatanach de thòimhseachan teicneòlais charbadan dealain an latha an-diugh a th' ann. Tha e air fàs bho sgrùdair sìmplidh gu bhith na shiostam freumhaichte iom-fhillte a bhios ag amalachadh mothachadh, coimpiutaireachd, smachd agus conaltradh.
Mar a bhios teicneòlas bataraidh fhèin agus raointean ùr-nodha leithid AI agus conaltradh gun uèir a’ sìor leasachadh, bidh am BMS eadhon nas tuigsiche, nas earbsaiche agus nas èifeachdaiche. Chan e a-mhàin gur e dìonadair sàbhailteachd charbadan a th’ ann ach cuideachd an iuchair airson làn chomas bataraidhean fhuasgladh agus àm ri teachd còmhdhail nas seasmhaiche a chomasachadh.
Ceistean Cumanta
C: Dè a th’ ann an Siostam Riaghlaidh Bataraidh EV?
A: An Siostam Riaghlaidh Bataraidh EV (BMS)’S e “eanchainn dealanach” agus “neach-dìon” pasgan bataraidh carbaid dealain a th’ ann. ’S e siostam iom-fhillte de bhathar-cruaidh is bathar-bog a th’ ann a bhios an-còmhnaidh a’ cumail sùil air agus a’ riaghladh gach cealla bataraidh fa leth, a’ dèanamh cinnteach gu bheil am bataraidh ag obair gu sàbhailte agus gu h-èifeachdach fo gach suidheachadh.
C: Dè na prìomh dhleastanasan a th’ aig BMS?
A:Seo cuid de phrìomh dhleastanasan BMS: 1)Measadh Stàite: A’ tomhas gu ceart dè an ìre cosgais a tha air fhàgail den bhataraidh (State of Charge - SOC) agus a slàinte iomlan (State of Health - SOH). 2)Cothromachadh CeallaDèanamh cinnteach gu bheil ìre cosgais cunbhalach aig a h-uile cealla sa phacaid gus casg a chuir air ceallan fa leth bho bhith air an cus-chosgais no air an cus-sgaoileadh. 3)Dìon SàbhailteachdA’ gearradh dheth a’ chuairt ma bhios cus bholtaids, fo-bholtaids, cus-shruth no cus teòthachd ann gus casg a chuir air tachartasan cunnartach leithid teicheadh teirmeach.
C: Carson a tha BMS cho cudromach?
A:Bidh am BMS a’ dearbhadh gu dìreach carbad dealainsàbhailteachd, raon, agus fad-beatha bataraidhÀs aonais BMS, dh’ fhaodadh pasgan bataraidh daor a bhith air a mhilleadh le mì-chothromachadh cealla taobh a-staigh mìosan no eadhon teine a ghlacadh. ’S e BMS adhartach clach-oisinn a bhith a’ coileanadh raon fada, beatha fhada, agus sàbhailteachd àrd.
Àm puist: 18 Iuchar 2025