ব্যাটারি বিএমএসের হার্ডওয়্যার ডিজাইনের চ্যালেঞ্জ

ব্যাটারি প্রযুক্তির দ্রুত উন্নয়নের সময়ে, ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম (বিএমএস) ব্যাটারির নিরাপদ ও দক্ষ অপারেশন নিশ্চিত করার জন্য একটি মূল উপাদান।এবং এর হার্ডওয়্যার নকশা অনেক চ্যালেঞ্জ সম্মুখীন হয়বিএমএসের হার্ডওয়্যার ডিজাইনের প্রধান চ্যালেঞ্জ এবং শিল্পের প্রবণতা এখানে দেওয়া হল।

1. সঠিকতা চ্যালেঞ্জ

• BMS এর জন্য ব্যাটারির ভোল্টেজ, বর্তমান এবং তাপমাত্রা পরামিতিগুলির সঠিক পরিমাপ প্রয়োজন যাতে ব্যাটারির চার্জ অবস্থা (SOC) সঠিকভাবে অনুমান করা যায়,স্বাস্থ্য অবস্থা (SOH) এবং শক্তি অবস্থা (SOP). ব্যাটারির রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলি জটিল এবং তাপমাত্রা এবং বয়সের মতো বিভিন্ন কারণের দ্বারা প্রভাবিত হয়। বিভিন্ন ব্যাটারির চার্জিং এবং ডিসচার্জিং বৈশিষ্ট্যগুলি আলাদা।উদাহরণস্বরূপ, লিথিয়াম আয়রন ফসফেট ব্যাটারি (এলএফপি) কম শক্তি ঘনত্ব কিন্তু কম খরচে, দীর্ঘ চক্র জীবন এবং স্থিতিশীল, যখন নিকেল-কোবাল্ট-ম্যাঙ্গানিজ (এনএমসি) লিথিয়াম ব্যাটারি উচ্চ শক্তি ঘনত্ব কিন্তু উচ্চ খরচ আছে.
• ব্যাটারির ভোল্টেজ সঠিকভাবে পরিমাপ করা অন্যতম প্রধান চ্যালেঞ্জ, যা ব্যাটারির স্ব-বিসর্জন এবং লোড পরিবর্তনের মতো কারণগুলির দ্বারা প্রভাবিত হয়।তাপমাত্রা পরিবর্তন এছাড়াও উল্লেখযোগ্যভাবে ব্যাটারি কর্মক্ষমতা এবং পরিমাপের নির্ভুলতা প্রভাবিত করবেউদাহরণস্বরূপ, উচ্চ তাপমাত্রা ব্যাটারির বয়স্কতা ত্বরান্বিত করবে এবং ব্যাটারির ক্ষমতা এবং কর্মক্ষমতা হ্রাস করবে।

2. নিরাপত্তা সমস্যা

• বিএমএসের একটি মূল কাজ হল ব্যাটারিটি নিরাপদ পরিসরের মধ্যে কাজ করে এবং অতিরিক্ত চার্জ, অতিরিক্ত নিষ্কাশন, অতিরিক্ত বর্তমান এবং অতিরিক্ত তাপমাত্রার মতো অস্বাভাবিক পরিস্থিতিগুলি প্রতিরোধ করা। উদাহরণস্বরূপ,অতিরিক্ত চার্জ করলে ব্যাটারির ভেতরের রাসায়নিক বিক্রিয়া ভারসাম্য হারাবে, গ্যাস উৎপন্ন হবে, ব্যাটারির ভেতরের চাপ বাড়বে এবং এমনকি বিপজ্জনক পরিস্থিতি যেমন ফুটো হওয়ার কারণ হতে পারে।আগুন বা বিস্ফোরণ; অতিরিক্ত স্রাব ব্যাটারির অভ্যন্তরে ইলেক্ট্রোড উপকরণগুলিতে অপরিবর্তনীয় রাসায়নিক পরিবর্তন সৃষ্টি করতে পারে, যা ব্যাটারির কর্মক্ষমতা এবং জীবনকে হ্রাস করে।
• ব্যাটারির তাপীয় ব্যবস্থাপনাও বিএমএসের হার্ডওয়্যার ডিজাইনে একটি গুরুত্বপূর্ণ নিরাপত্তা সমস্যা। লিথিয়াম ব্যাটারি সাধারণত জ্বলনযোগ্য ইলেক্ট্রোলাইট ব্যবহার করে। যদি ব্যাটারি ছিদ্র করা হয় বা অতিরিক্ত চার্জ করা হয়, তবে এটি একটি অস্থায়ী ব্যাটারি তৈরি করতে পারে।ইলেক্ট্রোলাইট বিভাজন এবং তাপ মুক্তি হবেএমনকি যদি তাপীয় রানওয়ে পৌঁছানো না হয়, উচ্চ অপারেটিং তাপমাত্রা ব্যাটারি বৃদ্ধির ত্বরান্বিত করতে পারে।

3তাপীয় ব্যবস্থাপনার চ্যালেঞ্জ

• BMS এর জন্য ব্যাটারির ভোল্টেজ, বর্তমান এবং তাপমাত্রা পরামিতিগুলির সঠিক পরিমাপ প্রয়োজন যাতে ব্যাটারির চার্জ অবস্থা (SOC) সঠিকভাবে অনুমান করা যায়,স্বাস্থ্য অবস্থা (SOH) এবং শক্তি অবস্থা (SOP). ব্যাটারির রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলি জটিল এবং তাপমাত্রা এবং বয়সের মতো বিভিন্ন কারণের দ্বারা প্রভাবিত হয়। বিভিন্ন ব্যাটারির চার্জিং এবং ডিসচার্জিং বৈশিষ্ট্যগুলি আলাদা।উদাহরণস্বরূপ, লিথিয়াম আয়রন ফসফেট ব্যাটারি (এলএফপি) কম শক্তি ঘনত্ব কিন্তু কম খরচ, দীর্ঘ চক্র জীবন এবং স্থিতিশীল,যখন নিকেল-কবাল্ট-ম্যাঙ্গানিজ (এনএমসি) লিথিয়াম ব্যাটারি উচ্চ শক্তি ঘনত্ব কিন্তু উচ্চ খরচ আছে PDF.
• ব্যাটারির ভোল্টেজ সঠিকভাবে পরিমাপ করা অন্যতম প্রধান চ্যালেঞ্জ, যা ব্যাটারির স্ব-বিসর্জন এবং লোড পরিবর্তনের মতো কারণগুলির দ্বারা প্রভাবিত হয়।তাপমাত্রা পরিবর্তন এছাড়াও উল্লেখযোগ্যভাবে ব্যাটারি কর্মক্ষমতা এবং পরিমাপের নির্ভুলতা প্রভাবিত করবেউদাহরণস্বরূপ, উচ্চ তাপমাত্রা ব্যাটারির বয়স্কতা ত্বরান্বিত করবে এবং ব্যাটারির ক্ষমতা এবং কর্মক্ষমতা হ্রাস করবে।

4. খরচ চ্যালেঞ্জ

• বিএমএসের হার্ডওয়্যার ডিজাইনের জন্য খরচ এবং পারফরম্যান্সের মধ্যে ভারসাম্য বজায় রাখা দরকার। উচ্চ-কার্যকারিতা বিএমএসের জন্য প্রায়শই উন্নত ইলেকট্রনিক উপাদান এবং জটিল সার্কিট ব্যবহারের প্রয়োজন হয়,যা সিস্টেমের খরচ বাড়ায়উদাহরণস্বরূপ, উচ্চ-নির্ভুলতা সেন্সর এবং এনালগ-ডিজিটাল রূপান্তরকারী ব্যবহার পরিমাপের নির্ভুলতা উন্নত করতে পারে, তবে এর অর্থ আরও বেশি ব্যয়।
• বৈদ্যুতিক যানবাহন এবং শক্তি সঞ্চয়কারী সিস্টেমের মতো বড় আকারের ব্যাটারি সিস্টেমের জন্য, বিএমএসের ব্যয় সামগ্রিক সিস্টেম ব্যয়ের একটি উল্লেখযোগ্য অংশকে উপস্থাপন করে,যা কিছু ব্যয়-সংবেদনশীল অ্যাপ্লিকেশনে এর ব্যাপক ব্যবহারকে বাধাগ্রস্ত করতে পারেসুতরাং, বিএমএসের কার্যকারিতা এবং কর্মক্ষমতা নিশ্চিত করে কীভাবে ব্যয় হ্রাস করা যায় তা হার্ডওয়্যার ডিজাইনের একটি গুরুত্বপূর্ণ চ্যালেঞ্জ।

5. স্কেলাবিলিটি চ্যালেঞ্জ

• ব্যাটারির বিভিন্ন আকার, রসায়ন এবং কনফিগারেশনের সাথে মানিয়ে নিতে পারে এমন একটি বিএমএস আর্কিটেকচার ডিজাইন করা একটি চ্যালেঞ্জ।বিএমএসের বড় আকারের পরিবর্তন বা প্রতিস্থাপন ছাড়াই ভবিষ্যতের চাহিদার সাথে নমনীয়ভাবে মানিয়ে নিতে সক্ষম হতে হবে.
• উদাহরণস্বরূপ, বৈদ্যুতিক গাড়িতে, ব্যাটারি প্যাকের ক্ষমতা এবং কনফিগারেশন মডেলের উপর নির্ভর করে পরিবর্তিত হতে পারে,এবং বিএমএসের বিভিন্ন মডেলের চাহিদা মেটাতে সহজেই সম্প্রসারণ এবং সমন্বয় করা প্রয়োজন।একই সময়ে, বৈদ্যুতিক যানবাহন থেকে অবসরপ্রাপ্ত ব্যাটারিগুলির দ্বিতীয় ব্যবহারের জন্য,এই পুরানো ব্যাটারির পারফরম্যান্স এবং নিরাপত্তা চাহিদা মেটাতে বিএমএসেরও ভাল স্কেলযোগ্যতা প্রয়োজন.

6নির্ভরযোগ্যতা চ্যালেঞ্জ

• ব্যাটারি সিস্টেমের নির্ভরযোগ্যতা এবং নিরাপত্তা নিশ্চিত করার জন্য বিএমএসের হার্ডওয়্যারের বিভিন্ন অপারেটিং শর্ত এবং পরিবেশে স্থিতিশীলভাবে কাজ করতে হবে।ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক হস্তক্ষেপের মতো কারণগুলির কারণে হার্ডওয়্যার উপাদানগুলি ব্যর্থ হতে পারে বা কর্মক্ষমতা হ্রাস পেতে পারে, কম্পন, এবং আর্দ্রতা।
• উদাহরণস্বরূপ, একটি বৈদ্যুতিক গাড়ির সময়, BMS ইঞ্জিন এবং অন্যান্য ইলেকট্রনিক ডিভাইস দ্বারা সৃষ্ট ইলেকট্রোম্যাগনেটিক হস্তক্ষেপ সাপেক্ষে,যা বিএমএসের স্বাভাবিক যোগাযোগ এবং তথ্য প্রেরণাকে প্রভাবিত করতে পারেএছাড়াও, গাড়ির ড্রাইভিংয়ের সময় ব্যাটারি প্যাকটি কম্পনের এবং শক এর শিকার হবে, যা বিএমএসের হার্ডওয়্যার উপাদানগুলির ক্ষতিও করতে পারে।

7সার্টিফিকেশন সম্মতি চ্যালেঞ্জ

• বিএমএসের নকশা বিভিন্ন নিরাপত্তা এবং কর্মক্ষমতা মান, যেমন অটোমোটিভ অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য আইএসও 26262 এবং স্থায়ী ব্যাটারির জন্য ইউএল 1973 মেনে চলতে হবে।এই সার্টিফিকেশন প্রয়োজনীয়তা পূরণ নকশা এবং উন্নয়ন জটিলতা বৃদ্ধি.
• বিএমএসের জন্য সার্টিফিকেশন প্রয়োজনীয়তা বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশন ক্ষেত্র এবং অঞ্চলে পরিবর্তিত হয়। বিএমএসের ডিজাইনারদের নকশার প্রতিটি পর্যায়ে এই প্রয়োজনীয়তাগুলি পুরোপুরি বিবেচনা করতে হবে,উপাদান নির্বাচন থেকে গুণমান নিশ্চিতকরণ পরীক্ষা এবং উত্পাদন প্রস্তুতি পর্যন্ত, যাতে পণ্যটি সার্টিফিকেশন পাস করতে পারে এবং সফলভাবে বাজারে রাখা যায়.

8যোগাযোগের চ্যালেঞ্জ

• বড় ব্যাটারি সিস্টেমে, পর্যবেক্ষণ এবং নিয়ন্ত্রণ ইলেকট্রনিক্স প্রায়ই একটি একক কেন্দ্রীভূত BMS কম্পিউটারের পরিবর্তে একাধিক মুদ্রিত সার্কিট বোর্ড উপাদানগুলিতে বিতরণ করা হয়। অতএব,সমালোচনামূলক পরিমাপের তথ্য, সুরক্ষা তথ্য এবং ব্যাটারি স্বাস্থ্য তথ্য একাধিক মাইক্রোকন্ট্রোলার নোড মধ্যে ক্রমাগত সিঙ্ক্রোনাইজ করা আবশ্যক। কোন নোড মধ্যে যোগাযোগ ব্যর্থতা BMS পঙ্গু করতে পারেন,ব্যাটারি সেল ভোল্টেজের সঠিক মূল্যায়ন রোধ করা এবং ব্যাটারি সেলের বাইরে অবস্থার ক্ষেত্রে সুরক্ষা প্রতিক্রিয়া সক্রিয় করা.
• উদাহরণস্বরূপ, বৈদ্যুতিক যানবাহনের ক্ষেত্রে, বিএমএসের সাথে অন্যান্য সিস্টেম যেমন বোর্ড চার্জার, ইনভার্টার ইত্যাদির মধ্যে দক্ষ এবং নির্ভরযোগ্য যোগাযোগের প্রয়োজন।ব্যাটারির সঠিক ব্যবস্থাপনা এবং নিয়ন্ত্রণ অর্জনের জন্যযোগাযোগের ত্রুটিগুলি ব্যাটারি পরিচালনার দুর্বলতার দিকে পরিচালিত করতে পারে, যা গাড়ির কর্মক্ষমতা এবং সুরক্ষা প্রভাবিত করে।

9ভবিষ্যতের প্রবণতা

• ইন্টিগ্রেটেড ইন্টারনেট অব থিংস (আইওটি):দূরবর্তী পর্যবেক্ষণ এবং নিয়ন্ত্রণ এবং অপারেশনাল দক্ষতা উন্নত করতে জিনিসগুলির ইন্টারনেটের সাথে বিএমএসকে একীভূত করুন।বিএমএস সম্ভাব্য ব্যাটারি সমস্যাগুলি আগেই সনাক্ত করতে পারে এবং সিস্টেমের স্থিতিশীল অপারেশন নিশ্চিত করতে তাদের সতর্ক করতে পারে.
• সলিড স্টেট ব্যাটারি প্রযুক্তিঃসলিড-স্টেট ব্যাটারিগুলি তাদের উচ্চ শক্তি ঘনত্ব এবং ভাল সুরক্ষার কারণে অনেক মনোযোগ আকর্ষণ করেছে, তবে তাদের বৈশিষ্ট্যগুলির জন্য বিএমএসের দ্বারা সঠিক পরিচালনা এবং নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজন।সলিড-স্টেট ব্যাটারির বৈশিষ্ট্যগুলির জন্য বিএমএসকে অপ্টিমাইজ করা দরকার যাতে তাদের সুবিধাগুলি পুরোপুরি ব্যবহার করা যায় এবং নতুন চ্যালেঞ্জগুলি মোকাবেলা করা যায়.
• সেকেন্ডারি ইউটিলিটি অ্যাপ্লিকেশনঃবিদ্যুতের যানবাহনের ব্যাটারিগুলিকে দ্বিতীয় ব্যবহারের ক্ষেত্রে যেমন শক্তি সঞ্চয়কারী সিস্টেমগুলিতে ব্যবহার করা BMS এর জন্য উচ্চতর প্রয়োজনীয়তা রাখে। BMS বয়স্ক ব্যাটারি পরিচালনা করতে হবে,তাদের কর্মক্ষমতা এবং স্বাস্থ্যের অবস্থা সঠিকভাবে মূল্যায়ন করা, এবং নিরাপত্তা ও কার্যকারিতা নিশ্চিত করা।