ప్రజలు ఎలక్ట్రిక్ వాహనాల (EVలు) గురించి మాట్లాడేటప్పుడు, సంభాషణ తరచుగా పరిధి, త్వరణం మరియు ఛార్జింగ్ వేగం చుట్టూ తిరుగుతుంది. అయితే, ఈ అద్భుతమైన పనితీరు వెనుక, నిశ్శబ్దమైన కానీ కీలకమైన భాగం కష్టపడి పనిచేస్తుంది: దిEV బ్యాటరీ నిర్వహణ వ్యవస్థ (BMS).
BMS ని అత్యంత శ్రద్ధగల "బ్యాటరీ గార్డియన్" గా మీరు భావించవచ్చు. ఇది బ్యాటరీ యొక్క "ఉష్ణోగ్రత" మరియు "స్టామినా" (వోల్టేజ్) పై నిఘా ఉంచడమే కాకుండా, బృందంలోని ప్రతి సభ్యుడు (కణాలు) సామరస్యంగా పనిచేసేలా చేస్తుంది. US డిపార్ట్‌మెంట్ ఆఫ్ ఎనర్జీ నివేదిక హైలైట్ చేసినట్లుగా, "ఎలక్ట్రిక్ వాహనాల స్వీకరణను ముందుకు తీసుకెళ్లడానికి అధునాతన బ్యాటరీ నిర్వహణ చాలా కీలకం."¹
ఈ అపరిచిత హీరో గురించి లోతుగా తెలుసుకుందాం. అది నిర్వహించే ప్రధాన అంశం - బ్యాటరీ రకాలు - తో ప్రారంభిద్దాం, తరువాత దాని ప్రధాన విధులు, దాని మెదడు లాంటి నిర్మాణం గురించి తెలుసుకుందాం, చివరకు AI మరియు వైర్‌లెస్ టెక్నాలజీ ద్వారా నడిచే భవిష్యత్తు గురించి తెలుసుకుందాం.
1: BMS యొక్క "హార్ట్" ను అర్థం చేసుకోవడం: EV బ్యాటరీ రకాలు
BMS రూపకల్పన అది నిర్వహించే బ్యాటరీ రకంతో అంతర్గతంగా ముడిపడి ఉంటుంది. వివిధ రసాయన కూర్పులకు చాలా భిన్నమైన నిర్వహణ వ్యూహాలు అవసరం. ఈ బ్యాటరీలను అర్థం చేసుకోవడం అనేది BMS డిజైన్ యొక్క సంక్లిష్టతను గ్రహించడానికి మొదటి అడుగు.
ప్రధాన స్రవంతి మరియు భవిష్యత్-ట్రెండ్ EV బ్యాటరీలు: ఒక తులనాత్మక లుక్
| బ్యాటరీ రకం | ముఖ్య లక్షణాలు | ప్రయోజనాలు | ప్రతికూలతలు | BMS నిర్వహణ దృష్టి |
|---|---|---|---|---|
| లిథియం ఐరన్ ఫాస్ఫేట్ (LFP) | ఖర్చుతో కూడుకున్నది, చాలా సురక్షితమైనది, సుదీర్ఘ చక్ర జీవితం. | అద్భుతమైన ఉష్ణ స్థిరత్వం, ఉష్ణ ప్రవాహం తక్కువ ప్రమాదం. సైకిల్ జీవితకాలం 3000 చక్రాలను దాటవచ్చు. తక్కువ ధర, కోబాల్ట్ లేదు. | సాపేక్షంగా తక్కువ శక్తి సాంద్రత. తక్కువ ఉష్ణోగ్రతలలో పేలవమైన పనితీరు. SOCని అంచనా వేయడం కష్టం. | అధిక-ఖచ్చితమైన SOC అంచనా: ఫ్లాట్ వోల్టేజ్ వక్రతను నిర్వహించడానికి సంక్లిష్టమైన అల్గోరిథంలు అవసరం.తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత ప్రీహీటింగ్: శక్తివంతమైన ఇంటిగ్రేటెడ్ బ్యాటరీ హీటింగ్ సిస్టమ్ అవసరం. |
| నికెల్ మాంగనీస్ కోబాల్ట్ (NMC/NCA) | అధిక శక్తి సాంద్రత, సుదీర్ఘ డ్రైవింగ్ పరిధి. | సుదూర శ్రేణికి శక్తి సాంద్రతకు నాయకత్వం వహిస్తుంది. చల్లని వాతావరణంలో మెరుగైన పనితీరు. | తక్కువ ఉష్ణ స్థిరత్వం. కోబాల్ట్ మరియు నికెల్ కారణంగా అధిక ధర. సైకిల్ జీవితకాలం సాధారణంగా LFP కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. | యాక్టివ్ భద్రతా పర్యవేక్షణ: సెల్ వోల్టేజ్ మరియు ఉష్ణోగ్రత యొక్క మిల్లీసెకన్ల స్థాయి పర్యవేక్షణ.శక్తివంతమైన యాక్టివ్ బ్యాలెన్సింగ్: అధిక శక్తి సాంద్రత కలిగిన కణాల మధ్య స్థిరత్వాన్ని నిర్వహిస్తుంది.గట్టి ఉష్ణ నిర్వహణ సమన్వయం. |
| సాలిడ్-స్టేట్ బ్యాటరీ | తదుపరి తరం వలె కనిపించే ఘన ఎలక్ట్రోలైట్‌ను ఉపయోగిస్తుంది. | అత్యున్నత భద్రత: ఎలక్ట్రోలైట్ లీకేజీ వల్ల కలిగే అగ్ని ప్రమాదాన్ని ప్రాథమికంగా తొలగిస్తుంది.అల్ట్రా-హై ఎనర్జీ డెన్సిటీ: సిద్ధాంతపరంగా 500 Wh/kg వరకు. విస్తృత ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రత పరిధి. | సాంకేతికత ఇంకా పరిణతి చెందలేదు; అధిక ధర. ఇంటర్‌ఫేస్ నిరోధకత మరియు చక్ర జీవితకాలంతో సవాళ్లు. | కొత్త సెన్సింగ్ టెక్నాలజీలు: ఒత్తిడి వంటి కొత్త భౌతిక పరిమాణాలను పర్యవేక్షించాల్సి రావచ్చు.ఇంటర్‌ఫేస్ స్థితి అంచనా: ఎలక్ట్రోలైట్ మరియు ఎలక్ట్రోడ్ల మధ్య ఇంటర్‌ఫేస్ ఆరోగ్యాన్ని పర్యవేక్షించడం. |
2: BMS యొక్క ప్రధాన విధులు: ఇది వాస్తవానికి ఏమి చేస్తుంది?
పూర్తిగా పనిచేసే BMS అనేది బహుముఖ ప్రజ్ఞాశాలి నిపుణుడి లాంటిది, ఏకకాలంలో అకౌంటెంట్, డాక్టర్ మరియు బాడీగార్డ్ పాత్రలను పోషిస్తుంది. దీని పనిని నాలుగు ప్రధాన విధులుగా విభజించవచ్చు.
1. రాష్ట్ర అంచనా: "ఇంధన గేజ్" మరియు "ఆరోగ్య నివేదిక"
•స్టేట్ ఆఫ్ ఛార్జ్ (SOC):వినియోగదారులు ఎక్కువగా శ్రద్ధ వహించేది ఇదే: "ఎంత బ్యాటరీ మిగిలి ఉంది?" ఖచ్చితమైన SOC అంచనా పరిధి ఆందోళనను నివారిస్తుంది. ఫ్లాట్ వోల్టేజ్ కర్వ్ ఉన్న LFP వంటి బ్యాటరీల కోసం, SOCని ఖచ్చితంగా అంచనా వేయడం ప్రపంచ స్థాయి సాంకేతిక సవాలు, దీనికి కల్మాన్ ఫిల్టర్ వంటి సంక్లిష్ట అల్గోరిథంలు అవసరం.
•ఆరోగ్య స్థితి (SOH):ఇది బ్యాటరీ కొత్తగా ఉన్నప్పుడు దాని "ఆరోగ్యాన్ని" అంచనా వేస్తుంది మరియు ఉపయోగించిన EV విలువను నిర్ణయించడంలో ఇది కీలకమైన అంశం. 80% SOH ఉన్న బ్యాటరీ అంటే దాని గరిష్ట సామర్థ్యం కొత్త బ్యాటరీలో 80% మాత్రమే.
2. సెల్ బ్యాలెన్సింగ్: జట్టుకృషి యొక్క కళ
బ్యాటరీ ప్యాక్ అనేది సిరీస్ మరియు సమాంతరంగా అనుసంధానించబడిన వందల లేదా వేల సెల్‌లతో తయారు చేయబడింది. చిన్న తయారీ వ్యత్యాసాల కారణంగా, వాటి ఛార్జ్ మరియు డిశ్చార్జ్ రేట్లు కొద్దిగా మారుతూ ఉంటాయి. బ్యాలెన్సింగ్ లేకుండా, అత్యల్ప ఛార్జ్ ఉన్న సెల్ మొత్తం ప్యాక్ యొక్క డిశ్చార్జ్ ఎండ్ పాయింట్‌ను నిర్ణయిస్తుంది, అయితే అత్యధిక ఛార్జ్ ఉన్న సెల్ ఛార్జింగ్ ఎండ్ పాయింట్‌ను నిర్ణయిస్తుంది.
• నిష్క్రియాత్మక సమతుల్యత:రెసిస్టర్‌ని ఉపయోగించి అధిక-చార్జ్డ్ సెల్స్ నుండి అదనపు శక్తిని బర్న్ చేస్తుంది. ఇది సరళమైనది మరియు చౌకైనది కానీ వేడిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు శక్తిని వృధా చేస్తుంది.
•యాక్టివ్ బ్యాలెన్సింగ్:అధిక-చార్జ్డ్ సెల్స్ నుండి తక్కువ-చార్జ్డ్ సెల్స్ కు శక్తిని బదిలీ చేస్తుంది. ఇది సమర్థవంతంగా ఉంటుంది మరియు ఉపయోగించగల పరిధిని పెంచుతుంది కానీ సంక్లిష్టమైనది మరియు ఖరీదైనది. SAE ఇంటర్నేషనల్ పరిశోధన ప్రకారం యాక్టివ్ బ్యాలెన్సింగ్ ప్యాక్ యొక్క ఉపయోగించగల సామర్థ్యాన్ని దాదాపు 10%⁶ పెంచుతుంది.
3. భద్రతా రక్షణ: అప్రమత్తమైన "గార్డియన్"
ఇది BMS యొక్క అత్యంత కీలకమైన బాధ్యత. ఇది సెన్సార్ల ద్వారా బ్యాటరీ యొక్క పారామితులను నిరంతరం పర్యవేక్షిస్తుంది.
• అధిక వోల్టేజ్/అండర్ వోల్టేజ్ రక్షణ:బ్యాటరీ శాశ్వతంగా దెబ్బతినడానికి ప్రధాన కారణాలైన ఓవర్‌ఛార్జింగ్ లేదా ఓవర్-డిశ్చార్జింగ్‌ను నివారిస్తుంది.
•అధిక-ప్రస్తుత రక్షణ:షార్ట్ సర్క్యూట్ వంటి అసాధారణ కరెంట్ సంఘటనల సమయంలో సర్క్యూట్‌ను త్వరగా నిలిపివేస్తుంది.
•అధిక ఉష్ణోగ్రత రక్షణ:బ్యాటరీలు ఉష్ణోగ్రతకు చాలా సున్నితంగా ఉంటాయి. BMS ఉష్ణోగ్రతను పర్యవేక్షిస్తుంది, అది చాలా ఎక్కువగా లేదా తక్కువగా ఉంటే శక్తిని పరిమితం చేస్తుంది మరియు తాపన లేదా శీతలీకరణ వ్యవస్థలను సక్రియం చేస్తుంది. థర్మల్ రన్‌అవేను నివారించడం దాని ప్రధాన ప్రాధాన్యత, ఇది సమగ్రమైన నిర్వహణకు చాలా ముఖ్యమైనదిEV ఛార్జింగ్ స్టేషన్ డిజైన్.
3. BMS మెదడు: ఇది ఎలా నిర్మించబడింది?
సరైన BMS నిర్మాణాన్ని ఎంచుకోవడం అనేది ఖర్చు, విశ్వసనీయత మరియు వశ్యత మధ్య రాజీ.
BMS ఆర్కిటెక్చర్ పోలిక: కేంద్రీకృత vs. పంపిణీ చేయబడిన vs. మాడ్యులర్
| ఆర్కిటెక్చర్ | నిర్మాణం & లక్షణాలు | ప్రయోజనాలు | ప్రతికూలతలు | ప్రతినిధి సరఫరాదారులు/టెక్నీషియన్ |
|---|---|---|---|---|
| కేంద్రీకృతం చేయబడింది | అన్ని సెల్ సెన్సింగ్ వైర్లు నేరుగా ఒక కేంద్ర నియంత్రికకు కనెక్ట్ అవుతాయి. | తక్కువ ఖర్చు సాధారణ నిర్మాణం | సింగిల్ పాయింట్ ఆఫ్ ఫెయిల్యూర్ సంక్లిష్ట వైరింగ్, భారీ పేలవమైన స్కేలబిలిటీ | టెక్సాస్ ఇన్స్ట్రుమెంట్స్ (TI), ఇన్ఫినియన్అత్యంత సమగ్రమైన సింగిల్-చిప్ పరిష్కారాలను అందిస్తాయి. |
| పంపిణీ చేయబడింది | ప్రతి బ్యాటరీ మాడ్యూల్ మాస్టర్ కంట్రోలర్‌కు నివేదించే దాని స్వంత స్లేవ్ కంట్రోలర్‌ను కలిగి ఉంటుంది. | అధిక విశ్వసనీయత బలమైన స్కేలబిలిటీ నిర్వహించడం సులభం | అధిక వ్యయ వ్యవస్థ సంక్లిష్టత | అనలాగ్ పరికరాలు (ADI)యొక్క వైర్‌లెస్ BMS (wBMS) ఈ రంగంలో అగ్రగామిగా ఉంది.ఎన్ఎక్స్పిబలమైన పరిష్కారాలను కూడా అందిస్తుంది. |
| మాడ్యులర్ | మిగిలిన రెండింటి మధ్య ఒక హైబ్రిడ్ విధానం, ఖర్చు మరియు పనితీరును సమతుల్యం చేయడం. | మంచి బ్యాలెన్స్ · సౌకర్యవంతమైన డిజైన్ | ఒక్క అద్భుతమైన లక్షణం కూడా లేదు; అన్ని అంశాలలో సగటు. | టైర్ 1 సరఫరాదారులు ఇష్టపడతారుమారెల్లిమరియుప్రీహ్అటువంటి కస్టమ్ పరిష్కారాలను అందిస్తాయి. |
A పంపిణీ చేయబడిన నిర్మాణంముఖ్యంగా వైర్‌లెస్ BMS (wBMS), పరిశ్రమ ట్రెండ్‌గా మారుతోంది. ఇది కంట్రోలర్‌ల మధ్య సంక్లిష్టమైన కమ్యూనికేషన్ వైరింగ్‌ను తొలగిస్తుంది, ఇది బరువు మరియు ఖర్చును తగ్గించడమే కాకుండా బ్యాటరీ ప్యాక్ డిజైన్‌లో అపూర్వమైన వశ్యతను అందిస్తుంది మరియు ఏకీకరణను సులభతరం చేస్తుందివిద్యుత్ వాహన సరఫరా సామగ్రి (EVSE).
4: BMS భవిష్యత్తు: తదుపరి తరం సాంకేతిక ధోరణులు
BMS టెక్నాలజీ దాని తుది స్థానానికి చాలా దూరంగా ఉంది; ఇది తెలివిగా మరియు మరింత అనుసంధానించబడి ఉండటానికి అభివృద్ధి చెందుతోంది.
•AI మరియు మెషిన్ లెర్నింగ్:భవిష్యత్ BMS ఇకపై స్థిర గణిత నమూనాలపై ఆధారపడదు. బదులుగా, వారు SOH మరియు రిమైనింగ్ యూజ్‌ఫుల్ లైఫ్ (RUL) ను మరింత ఖచ్చితంగా అంచనా వేయడానికి మరియు సంభావ్య లోపాల కోసం ముందస్తు హెచ్చరికలను అందించడానికి భారీ మొత్తంలో చారిత్రక డేటాను విశ్లేషించడానికి AI మరియు మెషిన్ లెర్నింగ్‌ను ఉపయోగిస్తారు⁹.
•క్లౌడ్-కనెక్టెడ్ BMS:క్లౌడ్‌కు డేటాను అప్‌లోడ్ చేయడం ద్వారా, ప్రపంచవ్యాప్తంగా వాహన బ్యాటరీల కోసం రిమోట్ పర్యవేక్షణ మరియు విశ్లేషణలను సాధించడం సాధ్యమవుతుంది. ఇది BMS అల్గోరిథంకు ఓవర్-ది-ఎయిర్ (OTA) నవీకరణలను అనుమతించడమే కాకుండా తదుపరి తరం బ్యాటరీ పరిశోధన కోసం అమూల్యమైన డేటాను కూడా అందిస్తుంది. ఈ వాహనం-నుండి-క్లౌడ్ భావన కూడా పునాది వేస్తుందిv2g తెలుగు in లో(వాహనం నుండి గ్రిడ్ వరకు)టెక్నాలజీ.
•కొత్త బ్యాటరీ టెక్నాలజీలకు అనుగుణంగా:అది ఘన-స్థితి బ్యాటరీలు అయినా లేదాఫ్లో బ్యాటరీ & LDES కోర్ టెక్నాలజీస్, ఈ అభివృద్ధి చెందుతున్న సాంకేతికతలకు పూర్తిగా కొత్త BMS నిర్వహణ వ్యూహాలు మరియు సెన్సింగ్ సాంకేతికతలు అవసరం.
ఇంజనీర్ డిజైన్ చెక్‌లిస్ట్
BMS డిజైన్ లేదా ఎంపికలో పాల్గొన్న ఇంజనీర్లకు, ఈ క్రింది అంశాలు కీలకమైనవి:
•ఫంక్షనల్ సేఫ్టీ లెవెల్ (ASIL):ఇదిఐఎస్ఓ 26262ప్రమాణమా? BMS వంటి కీలకమైన భద్రతా భాగానికి, ASIL-C లేదా ASIL-D సాధారణంగా అవసరం¹⁰.
•ఖచ్చితత్వ అవసరాలు:వోల్టేజ్, కరెంట్ మరియు ఉష్ణోగ్రత యొక్క కొలత ఖచ్చితత్వం SOC/SOH అంచనా యొక్క ఖచ్చితత్వాన్ని నేరుగా ప్రభావితం చేస్తుంది.
• కమ్యూనికేషన్ ప్రోటోకాల్‌లు:ఇది CAN మరియు LIN వంటి ప్రధాన స్రవంతి ఆటోమోటివ్ బస్ ప్రోటోకాల్‌లకు మద్దతు ఇస్తుందా మరియు ఇది కమ్యూనికేషన్ అవసరాలకు అనుగుణంగా ఉందా?EV ఛార్జింగ్ ప్రమాణాలు?
•బ్యాలెన్సింగ్ సామర్థ్యం:ఇది యాక్టివ్ బ్యాలెన్సింగ్ లేదా పాసివ్ బ్యాలెన్సింగ్? బ్యాలెన్సింగ్ కరెంట్ అంటే ఏమిటి? ఇది బ్యాటరీ ప్యాక్ డిజైన్ అవసరాలను తీర్చగలదా?
• స్కేలబిలిటీ:ఈ పరిష్కారాన్ని వివిధ సామర్థ్యాలు మరియు వోల్టేజ్ స్థాయిలతో విభిన్న బ్యాటరీ ప్యాక్ ప్లాట్‌ఫామ్‌లకు సులభంగా అనుగుణంగా మార్చుకోవచ్చా?
విద్యుత్ వాహనం యొక్క అభివృద్ధి చెందుతున్న మెదడు
దిEV బ్యాటరీ నిర్వహణ వ్యవస్థ (BMS)ఆధునిక ఎలక్ట్రిక్ వాహన సాంకేతిక పజిల్‌లో ఒక అనివార్యమైన భాగం. ఇది ఒక సాధారణ మానిటర్ నుండి సెన్సింగ్, గణన, నియంత్రణ మరియు కమ్యూనికేషన్‌ను ఏకీకృతం చేసే సంక్లిష్టమైన ఎంబెడెడ్ వ్యవస్థగా పరిణామం చెందింది.
బ్యాటరీ సాంకేతికత మరియు AI మరియు వైర్‌లెస్ కమ్యూనికేషన్ వంటి అత్యాధునిక రంగాలు అభివృద్ధి చెందుతున్న కొద్దీ, BMS మరింత తెలివైనది, నమ్మదగినది మరియు సమర్థవంతమైనది అవుతుంది. ఇది వాహన భద్రతకు సంరక్షకుడే కాకుండా బ్యాటరీల పూర్తి సామర్థ్యాన్ని అన్‌లాక్ చేయడానికి మరియు మరింత స్థిరమైన రవాణా భవిష్యత్తును ప్రారంభించడానికి కూడా కీలకం.
ఎఫ్ ఎ క్యూ
ప్ర: EV బ్యాటరీ నిర్వహణ వ్యవస్థ అంటే ఏమిటి?
A: An EV బ్యాటరీ నిర్వహణ వ్యవస్థ (BMS)ఎలక్ట్రిక్ వాహనం యొక్క బ్యాటరీ ప్యాక్ యొక్క "ఎలక్ట్రానిక్ మెదడు" మరియు "సంరక్షకుడు". ఇది ప్రతి ఒక్క బ్యాటరీ సెల్‌ను నిరంతరం పర్యవేక్షిస్తుంది మరియు నిర్వహిస్తుంది, బ్యాటరీ అన్ని పరిస్థితులలో సురక్షితంగా మరియు సమర్ధవంతంగా పనిచేస్తుందని నిర్ధారిస్తుంది.
ప్ర: BMS యొక్క ప్రధాన విధులు ఏమిటి?
A:BMS యొక్క ప్రధాన విధులు: 1)రాష్ట్ర అంచనా: బ్యాటరీ యొక్క మిగిలిన ఛార్జ్ (స్టేట్ ఆఫ్ ఛార్జ్ - SOC) మరియు దాని మొత్తం ఆరోగ్యాన్ని (స్టేట్ ఆఫ్ హెల్త్ - SOH) ఖచ్చితంగా గణించడం. 2)సెల్ బ్యాలెన్సింగ్: ప్యాక్‌లోని అన్ని సెల్‌లు ఒకే రకమైన ఛార్జ్ స్థాయిని కలిగి ఉండేలా చూసుకోవడం ద్వారా, వ్యక్తిగత సెల్‌లు ఓవర్‌ఛార్జ్ చేయబడకుండా లేదా ఓవర్-డిశ్చార్జ్ కాకుండా నిరోధించడం. 3)భద్రతా రక్షణ: థర్మల్ రన్అవే వంటి ప్రమాదకరమైన సంఘటనలను నివారించడానికి ఓవర్-వోల్టేజ్, అండర్-వోల్టేజ్, ఓవర్-కరెంట్ లేదా ఓవర్-టెంపరేచర్ పరిస్థితులలో సర్క్యూట్‌ను కత్తిరించడం.
ప్ర: BMS ఎందుకు అంత ముఖ్యమైనది?
A:BMS నేరుగా ఎలక్ట్రిక్ వాహనం యొక్కభద్రత, పరిధి మరియు బ్యాటరీ జీవితకాలం. BMS లేకుండా, ఖరీదైన బ్యాటరీ ప్యాక్ నెలల్లోనే సెల్ అసమతుల్యత వల్ల పాడైపోవచ్చు లేదా మంటల్లో చిక్కుకోవచ్చు. అధునాతన BMS అనేది దీర్ఘ శ్రేణి, దీర్ఘ జీవితకాలం మరియు అధిక భద్రతను సాధించడానికి మూలస్తంభం.
పోస్ట్ సమయం: జూలై-18-2025