في مجالات مثل السيارات الكهربائية وتخزين الطاقة المتجددة والشبكات الذكية، ظهرت بطاريات ليثيوم أيون كحل رئيسي لتخزين الطاقة بسبب كثافتها العالية للطاقة.عمر طويلومع ذلك، لضمان التشغيل الآمن والفعال لحزم البطاريات،أنظمة إدارة البطارية المتقدمة وتقنيات الاتصال الموثوقة ذات أهمية قصوىمن حافلة CAN التقليدية إلى تقنيات إنترنت الأشياء اللاسلكية الناشئة، تتطور اتصالات حزم البطارية نحو ذكاء وكفاءة أكبر.- نعم

حافلة CAN: المعيار الصناعي لتواصل حزم البطارية- نعم

حافلة شبكة منطقة المراقب (CAN) هي بروتوكول اتصالات صناعي اعتمد على نطاق واسع ، وهو مناسب بشكل خاص لأنظمة التحكم الموزعة.يتم استخدام حافلة CAN في المقام الأول للاتصال بين نظام إدارة البطارية ووحدات تحكم المركبة أو أجهزة الشحن.- نعم

حافلة CAN تتفوق في الموثوقية العالية، والقدرات القوية لمكافحة التدخل، والأداء الممتاز في الوقت الحقيقي.يمكن لـ BMS إرسال معلومات عن حالة البطارية (مثل حالة الشحن - SOC)، حالة الصحة - SOH، ودرجة الحرارة) إلى الأنظمة الخارجية وتتلقى أوامر التحكم لتنظيم عمليات الشحن والتفريغ.حافلة CAN تمكن BMS من التعاون مع أجهزة تحكم المحرك، الشاحنات، والمكونات الأخرى، وتحسين توزيع الطاقة وضمان إدارة السلامة.- نعم

ومع ذلك ، فإن حافلة CAN لها قيودها. كطريقة اتصال سلكية ، فإنها تتطلب اتصالات مادية ، مما يزيد من تعقيد الكابلات والتكاليف في بعض التطبيقات ،مثل أنظمة تخزين الطاقة على نطاق واسع أو حزم البطاريات الموزعةبالإضافة إلى ذلك، فإن نطاق الاتصال لقطار CAN محدود، ولا يتجاوز عادة كيلومتر واحد، مما يحد من استخدامه في الأنظمة واسعة النطاق.- نعم

تكنولوجيات الاتصالات اللاسلكية: النشر المرن والمراقبة عن بعد- نعم

للتغلب على قيود حافلة CAN ، يتم استخدام تقنيات الاتصالات اللاسلكية بشكل متزايد في إدارة حزم البطارية. تشمل تقنيات الاتصالات اللاسلكية الشائعة Wi-Fi ،بلوتوث، ZigBee ، LoRa ، وشبكات الخلوية (مثل 4G / 5G) ، كل منها مصمم خصيصًا لسيناريوهات تطبيق مختلفة.- نعم

واي فاي وبلوتوث: اتصالات قصيرة المدى فائقة السرعة- نعم

واي فاي و بلوتوت هي تقنيات الاتصالات اللاسلكية قصيرة المدى مثالية للسيناريوهات التي تتطلب نقل البيانات عالية السرعة. على سبيل المثال، أثناء عملية شحن المركبات الكهربائية،يمكن للمستخدمين مراقبة حالة البطاريةفي إنتاج البطارية واختبارها، تسمح هذه التقنيات بجمع البيانات وتحليلها بسرعة.- نعم

زيغ بي و لورا: شبكات المنطقة الواسعة ذات الطاقة المنخفضة- نعم

تنتمي ZigBee و LoRa إلى تقنيات شبكة المنطقة الواسعة منخفضة الطاقة (LPWAN) ، وهي مناسبة للغاية لمراقبة حزم البطاريات الموزعة. في أنظمة تخزين الطاقة الموزعة للشبكة الذكية ،حيث يمكن أن توجد عدة مجموعات بطارية في مناطق جغرافية مختلفة، يمكن لنظام مراقبة مركزي جمع البيانات عن بعد من كل بطارية من خلال شبكات ZigBee أو LoRa ، مما يتيح الإدارة المركزية والتحكم الأمثل.مزاياها تكمن في انخفاض استهلاك الطاقة وتغطية واسعة، تلبية احتياجات المراقبة عن بعد على المدى الطويل.- نعم

الشبكات الخلوية: الاتصال العالمي وخدمات السحابة- نعم

توفر الشبكات الخلوية (4G / 5G) اتصالًا واسعًا ، مما يسمح لحزم البطاريات بالتواصل في الوقت الحقيقي مع خوادم السحابة.يمكن لمصنعي البطاريات والمستخدمين إجراء تحليل البيانات عن بعدعلى سبيل المثال، يمكن للمصنعين جمع كمية كبيرة من بيانات استخدام البطارية، وتحليل اتجاهات شيخوخة البطارية باستخدام خوارزميات الذكاء الاصطناعي،وتزويد المستخدمين بتوصيات الصيانة الوقائية مسبقاًوعلاوة على ذلك، فإن تأخير 5G المنخفض يسمح بنقل أوامر التحكم في الوقت الحقيقي، مما يعزز سرعة استجابة النظام.- نعم

تكنولوجيات إنترنت الأشياء اللاسلكية: مستقبل الاتصالات في حزم البطارية- نعم

مع تطور تكنولوجيا إنترنت الأشياء (IoT) ، يتم دمج حزم البطاريات الليثيوم أيون تدريجيا في النظم الإيكولوجية للشبكات الذكية.تقنيات إنترنت الأشياء اللاسلكية تربط باقات البطارية بالغيوم، وغيرها من الأجهزة، والمستخدمين، والتي تمكن من وظائف أكثر تقدما:- نعم

المراقبة عن بعد والصيانة التنبؤية- نعم

من خلال منصات إنترنت الأشياء، يمكن للمستخدمين مراقبة حالة البطارية في أي وقت وفي أي مكان وتلقي تنبيهات غير طبيعية.أصبح من الممكن التنبؤ بمدة عمر البطارية، واكتشاف المشاكل المحتملة مسبقا، وتقليل تكاليف الصيانة ومخاطر وقت التوقف.- نعم

إدارة الطاقة الذكية- نعم

تتيح تقنيات إنترنت الأشياء اللاسلكية لبطاريات التفاعل بشكل ذكي مع شبكة الكهرباء، وأجهزة توليد الطاقة المتجددة (مثل الألواح الشمسية وتوربينات الرياح).خلال ذروة حمولة الشبكة، يمكن لحزم البطاريات تفريغها إلى الشبكة؛ أثناء الحمل المنخفض، يمكنها شحنها من الشبكة أو تخزين الطاقة المتجددة.هذه الإدارة الذكية للطاقة تساعد على موازنة أحمال الشبكة وتحسين كفاءة استخدام الطاقة.- نعم

استخدام البطاريات في الحياة الثانية وإعادة تدويرها- نعم

تتيح تقنيات إنترنت الأشياء تتبع تاريخ استخدام البطارية وحالتها، مما يوفر دعمًا للبيانات للاستخدام الثاني للبطاريات. عندما تتدهور بطاريات المركبات الكهربائية إلى مستوى معين،يمكن إعادة تدويرها وإعادة استخدامها لتطبيقات أخرى مثل نظم تخزين الطاقة، تمديد عمر البطارية وخفض التكاليف الإجمالية.- نعم

التحديات والحلول- نعم

على الرغم من المزايا العديدة لتقنيات الاتصالات اللاسلكية في إدارة بطارية، لا تزال هناك العديد من التحديات:- نعم

موثوقية الاتصالات- نعم

يمكن أن تكون الإشارات اللاسلكية عرضة للتداخل أو العرقلة ، مما يؤثر على جودة الاتصال. وتشمل الحلول تطبيق مسارات الاتصال الزائدة ، وتقنيات تعزيز الإشارة ،وبروتوكولات الاتصال التكيفية لضمان نقل البيانات الموثوق بها.- نعم

الأمن- نعم

تتضمن اتصالات حزمة البطارية بيانات حساسة (مثل حالة البطارية ومعلومات المستخدم) وأوامر التحكم الحاسمة ، مما يجعل الأمن أولوية قصوى.آليات المصادقة، ومراقبة الوصول هي تدابير رئيسية لحماية أمن الاتصالات.- نعم

إدارة الطاقة- نعم

بالنسبة لبطاريات البطارية التي تستخدم الاتصالات اللاسلكية، قد يؤثر استهلاك طاقة وحدات الاتصالات على عمر البطارية.وتكنولوجيات جمع الطاقة يمكن أن تقلل بشكل فعال من استهلاك الطاقة في وحدات الاتصالات.- نعم

الاستنتاج- نعم

يمثل التطور من حافلة CAN إلى إنترنت الأشياء اللاسلكي تغييرًا ثوريًا في تقنيات الاتصال ببطارية ليثيوم أيون.توفر طرق الاتصال السلكية مثل حافلة CAN اتصالاً موثوقاً في الوقت الحقيقيفي المستقبل، مع مزيد من تكامل تكنولوجيات الجيل الخامس، الحوسبة الحاسوبية، وتكنولوجيات الذكاء الاصطناعي،الاتصالات مع بطاريات ستصبح أكثر ذكاء وكفاءة، ودفع تطوير المركبات الكهربائية، وأنظمة تخزين الطاقة، ومجالات أخرى إلى ارتفاعات جديدة.- نعم

سواء في التطبيقات الصناعية أو في الحياة اليومية، فإن التقدم في تكنولوجيات اتصالات بطاريات ليثيوم أيون ستواصل توفير أمان أكثر وموثوقية،وحلول تخزين الطاقة الذكية.