مع الانتقال العالمي نحو الطاقة المتجددة والمركبات الكهربائية، أصبح دور أنظمة إدارة البطاريات (BMS) أكثر أهمية من أي وقت مضى. تعمل أنظمة إدارة البطاريات على ضمان عمل البطاريات بكفاءة وأمان وموثوقية من خلال مراقبة وتحديد والتحكم في وظائف حزمة البطارية. هذه الأنظمة أساسية في العديد من الصناعات مثل السيارات والطاقة المتجددة والإلكترونيات الاستهلاكية.

دورة تصميم أنظمة إدارة البطاريات (BMS) التي تقدمها أكاديمية الزمالة العربية البريطانية تهدف إلى تزويد المهنيين بالمعرفة العميقة حول المفاهيم الأساسية والتقنيات ومبادئ التصميم لأنظمة إدارة البطاريات. هذه الدورة التي تستمر لمدة 6 أسابيع ستمنح المشاركين المهارات اللازمة لتصميم وتقييم وتحسين حلول BMS لمجموعة واسعة من التطبيقات.

الفئة المستهدفة

• مهندسو الكهرباء والإلكترونيات الذين يسعون لتعميق خبراتهم في تقنيات  .BMS
• فنيو البطاريات ومقدمو الخدمات الذين يرغبون في تعزيز معارفهم في إدارة البطاريات والصيانة.
• مديرو المنتجات والمصممون المشاركون في تطوير المنتجات التي تعمل بالبطاريات مثل السيارات الكهربائية وأنظمة تخزين الطاقة.
• محترفو الطاقة الذين يعملون مع أنظمة الطاقة المتجددة والتقنيات الخاصة بالمركبات الكهربائية.

أهداف البرنامج

في نهاية البرنامج التدريبي سوف يتعرف المشاركون على:

• المفاهيم الأساسية، والمكونات، ووظائف أنظمة إدارة البطاريات.
• استراتيجيات التصميم لإنشاء أنظمة BMS فعالة وموثوقة وآمنة.
• تقنيات متقدمة لتحسين عمر البطارية وكفاءتها وسلامتها في تطبيقات متنوعة.
• ضمان أن تصميمات BMS تتماشى مع معايير السلامة واللوائح والأنظمة التشغيلية العالمية.

• نظرة عامة على تقنيات البطاريات
  • أنواع البطاريات المختلفة (مثل الليثيوم أيون، الرصاص الحمضية، الحالة الصلبة) وتطبيقاتها.
  • الخصائص الأساسية مثل كثافة الطاقة والتكلفة والعمر الافتراضي.
  • مزايا وعيوب كل نوع من البطاريات في التطبيقات العملية.
• وظائف نظام إدارة البطاريات (BMS)
  • كيفية مراقبة BMS لحالة الشحن (SOC)، وحالة الصحة (SOH)، ودرجة الحرارة.
  • دور BMS في حماية البطاريات وضمان تشغيلها بأمان.
  • كيف يساعد BMS في تحسين أداء البطارية ودورة حياتها.
• المكونات الرئيسية لـ BMS
  • المكونات الأساسية لـ BMS مثل أجهزة الاستشعار، والمعالجات الدقيقة، وواجهات الاتصال.
  • دور دوائر التوازن وكيفية مساهمتها في الحفاظ على صحة البطارية.
  • تكامل ميزات الأمان مثل اكتشاف الأعطال وبروتوكولات الإيقاف.
• اختيار الكيمياء المناسبة للبطارية
  • كيفية اختيار الكيمياء المناسبة للبطارية للتطبيقات المحددة (مثل المركبات الكهربائية، وأنظمة تخزين الطاقة).
  • التوازن بين الكيميائيات المختلفة من حيث كثافة الطاقة والعمر الافتراضي والتكلفة.
  • تأثير درجة الحرارة والعوامل البيئية ومعدلات الشحن/التفريغ على اختيار البطارية.
• تقنيات توازن الخلايا
  • أهمية توازن الخلايا في منع الشحن الزائد والتفريغ الزائد في الحزم متعددة الخلايا.
  • الأساليب السلبية والنشطة للتوازن، وميزاتها في التطبيقات المختلفة.
  • كيفية مساهمة توازن الخلايا في إطالة عمر البطارية وكفاءتها.
• إدارة الحرارة في البطاريات
  • أهمية تنظيم درجة الحرارة في الحفاظ على صحة البطارية.
  • استراتيجيات إدارة الحرارة مثل المبردات، وأنظمة التبريد، وأجهزة الاستشعار الحرارية.
  • كيف تؤثر إدارة الحرارة في كفاءة وسلامة وعمر حزمة البطارية.
• تقدير حالة الشحن  (SOC)
  • الطرق المختلفة لتقدير حالة الشحن مثل العد بالكولوم وطرق قياس الجهد.
  • الأساليب المتقدمة مثل مرشح كالمان للحصول على تقدير أكثر دقة لحالة الشحن.
  • أهمية SOC في تحسين دورات الشحن والتفريغ.
• مراقبة حالة الصحة  (SOH)
  • الخوارزميات المستخدمة لتقييم صحة البطارية، وتتبع التدهور، والتنبؤ بالعمر الافتراضي.
  • الأساليب لاكتشاف الأعطال والتدهور في الأداء بمرور الوقت.
  • كيف يدعم تقدير SOH الصيانة التنبؤية واتخاذ قرارات التشغيل.
• بروتوكولات الاتصال في  BMS
  • المعايير المستخدمة في الاتصال بين أنظمة BMS مثل CAN وI2C وSPI.
  • كيفية تبادل البيانات بين خلايا البطارية وأنظمة المراقبة والأجهزة الخارجية.
  • كيفية دعم بروتوكولات الاتصال المراقبة في الوقت الفعلي وتسجيل البيانات.
• حماية من الجهد الزائد والجهد المنخفض
  • دور BMS في حماية البطاريات من الجهد الزائد والجهد المنخفض.
  • كيفية اكتشاف BMS لمستويات الجهد غير الطبيعية وتنفيذ إجراءات الحماية.
  • المخاطر المرتبطة بالشحن الزائد والتفريغ العميق وكيفية تقليلها باستخدام BMS.
• حماية من التيار الزائد ومنع الدوائر القصيرة
  • كيفية اكتشاف BMS لحالات التيار الزائد وحماية البطاريات من التلف.
  • آليات الحماية من الدوائر القصيرة وأهمية منع الفشل الكارثي.
  • دور الفيوزات ودوائر الحماية في تأمين حزمة البطارية.
• مراقبة درجة الحرارة وحمايتها
  • أهمية مراقبة درجة حرارة البطارية أثناء دورات الشحن والتفريغ.
  • آليات الحماية الحرارية مثل مفاتيح القطع الحرارية وأجهزة الاستشعار للحرارة.
  • كيفية منع الفشل المرتبط بالحرارة والتقليل من تأثيرها من خلال BMS.
• تحسين دورات الشحن والتفريغ
  • تقنيات لتحسين عمليات الشحن والتفريغ لتقليل الخسائر في الطاقة.
  • الخوارزميات التي تعظم من خلال البطارية مع تقليل الإجهاد على الخلايا الفردية.
  • أهمية الحفاظ على دورات شحن متوازنة لتحسين صحة البطارية.
• إدارة الطاقة وتوزيع الحمل
  • كيفية إدارة BMS لتدفق الطاقة لضمان توزيع الحمل بشكل متساوٍ عبر حزمة البطارية.
  • كيفية تحسين استراتيجيات إدارة الطاقة في المواقف ذات الطلب العالي.
  • كيفية دمج وحدات توزيع الطاقة (PDUs) في إدارة إخراج البطارية.
• توقع عمر البطارية
  • النماذج المستخدمة لتوقع الشيخوخة والتدهور والعمر الافتراضي للبطارية.
  • كيفية تحليل بيانات الأداء لتوقع عمر البطارية وتحسين الصيانة.
  • كيف يدعم النمذجة التنبؤية الاستبدال والصيانة الاستباقية للبطاريات.
• المعايير الدولية لسلامة البطاريات
  • المعايير الرئيسية لسلامة البطاريات مثل IEC 62133