যখন মানুষ বৈদ্যুতিক যানবাহন (EV) সম্পর্কে কথা বলে, তখন কথোপকথন প্রায়শই রেঞ্জ, ত্বরণ এবং চার্জিং গতির চারপাশে আবর্তিত হয়। যাইহোক, এই চমকপ্রদ পারফরম্যান্সের পিছনে, একটি শান্ত কিন্তু গুরুত্বপূর্ণ উপাদান কঠোর পরিশ্রম করছে:ইভি ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম (বিএমএস).
আপনি BMS কে অত্যন্ত পরিশ্রমী "ব্যাটারি অভিভাবক" হিসেবে ভাবতে পারেন। এটি কেবল ব্যাটারির "তাপমাত্রা" এবং "স্ট্যামিনা" (ভোল্টেজ) এর উপর নজর রাখে না বরং দলের প্রতিটি সদস্য (কোষ) যাতে সামঞ্জস্যপূর্ণভাবে কাজ করে তাও নিশ্চিত করে। মার্কিন জ্বালানি বিভাগের একটি প্রতিবেদনে উল্লেখ করা হয়েছে, "বৈদ্যুতিক যানবাহন গ্রহণের অগ্রগতির জন্য উন্নত ব্যাটারি ব্যবস্থাপনা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।"¹
আমরা আপনাকে এই অখ্যাত নায়কের গভীরে নিয়ে যাব। আমরা এটি যে মূলটি পরিচালনা করে - ব্যাটারির ধরণ - দিয়ে শুরু করব, তারপর এর মূল কার্যকারিতা, এর মস্তিষ্কের মতো স্থাপত্যের দিকে এগিয়ে যাব এবং অবশেষে AI এবং ওয়্যারলেস প্রযুক্তি দ্বারা চালিত ভবিষ্যতের দিকে তাকাব।
১: বিএমএসের "হার্ট" বোঝা: ইভি ব্যাটারির ধরণ
একটি BMS এর নকশা ওতপ্রোতভাবে এটি যে ধরণের ব্যাটারি পরিচালনা করে তার সাথে সম্পর্কিত। বিভিন্ন রাসায়নিক সংমিশ্রণের জন্য বিভিন্ন ধরণের ব্যবস্থাপনা কৌশল প্রয়োজন। BMS ডিজাইনের জটিলতা বোঝার প্রথম ধাপ হল এই ব্যাটারিগুলি বোঝা।
মূলধারার এবং ভবিষ্যতের প্রবণতা সম্পন্ন ইভি ব্যাটারি: একটি তুলনামূলক দৃষ্টিভঙ্গি
| ব্যাটারির ধরণ | মূল বৈশিষ্ট্য | সুবিধাদি | অসুবিধাগুলি | বিএমএস ম্যানেজমেন্ট ফোকাস |
|---|---|---|---|---|
| লিথিয়াম আয়রন ফসফেট (LFP) | সাশ্রয়ী, খুবই নিরাপদ, দীর্ঘ মেয়াদী। | চমৎকার তাপীয় স্থিতিশীলতা, তাপীয় পলাতকতার ঝুঁকি কম। চক্রের আয়ু ৩০০০ চক্রের বেশি হতে পারে। কম খরচ, কোবাল্ট নেই। | তুলনামূলকভাবে কম শক্তি ঘনত্ব। কম তাপমাত্রায় খারাপ কর্মক্ষমতা। SOC অনুমান করা কঠিন। | উচ্চ-নির্ভুলতা SOC অনুমান: সমতল ভোল্টেজ বক্ররেখা পরিচালনা করার জন্য জটিল অ্যালগরিদমের প্রয়োজন।কম তাপমাত্রায় প্রিহিটিং: একটি শক্তিশালী ইন্টিগ্রেটেড ব্যাটারি হিটিং সিস্টেম প্রয়োজন। |
| নিকেল ম্যাঙ্গানিজ কোবাল্ট (NMC/NCA) | উচ্চ শক্তি ঘনত্ব, দীর্ঘ ড্রাইভিং পরিসীমা। | দীর্ঘ পরিসরের জন্য শীর্ষস্থানীয় শক্তি ঘনত্ব। ঠান্ডা আবহাওয়ায় উন্নত কর্মক্ষমতা। | তাপীয় স্থিতিশীলতা কম। কোবাল্ট এবং নিকেলের কারণে খরচ কম। চক্রের আয়ু সাধারণত LFP এর চেয়ে কম। | সক্রিয় নিরাপত্তা পর্যবেক্ষণ: কোষের ভোল্টেজ এবং তাপমাত্রার মিলিসেকেন্ড-স্তরের পর্যবেক্ষণ।শক্তিশালী সক্রিয় ভারসাম্য: উচ্চ-শক্তি-ঘনত্বের কোষগুলির মধ্যে ধারাবাহিকতা বজায় রাখে।কঠোর তাপ ব্যবস্থাপনা সমন্বয়. |
| সলিড-স্টেট ব্যাটারি | একটি কঠিন ইলেক্ট্রোলাইট ব্যবহার করে, যা পরবর্তী প্রজন্ম হিসাবে দেখা হয়। | চূড়ান্ত নিরাপত্তা: ইলেক্ট্রোলাইট লিকেজ থেকে আগুনের ঝুঁকি মৌলিকভাবে দূর করে।অতি-উচ্চ শক্তি ঘনত্ব: তাত্ত্বিকভাবে 500 Wh/kg পর্যন্ত। বিস্তৃত অপারেটিং তাপমাত্রা পরিসীমা। | প্রযুক্তি এখনও পরিপক্ক হয়নি; উচ্চ ব্যয়। ইন্টারফেস প্রতিরোধ এবং চক্রের জীবন নিয়ে চ্যালেঞ্জ। | নতুন সেন্সিং প্রযুক্তি: চাপের মতো নতুন ভৌত পরিমাণ পর্যবেক্ষণ করার প্রয়োজন হতে পারে।ইন্টারফেস অবস্থা অনুমান: ইলেক্ট্রোলাইট এবং ইলেকট্রোডের মধ্যে ইন্টারফেসের স্বাস্থ্য পর্যবেক্ষণ করা। |
২: একটি BMS এর মূল কাজ: এটি আসলে কী করে?
একটি সম্পূর্ণরূপে কার্যকরী বিএমএস হল একজন বহুমুখী প্রতিভাবান বিশেষজ্ঞের মতো, যিনি একই সাথে একজন হিসাবরক্ষক, একজন ডাক্তার এবং একজন দেহরক্ষীর ভূমিকা পালন করেন। এর কাজকে চারটি মূল কাজে ভাগ করা যেতে পারে।
১. রাষ্ট্রীয় অনুমান: "জ্বালানি পরিমাপক" এবং "স্বাস্থ্য প্রতিবেদন"
• চার্জ অবস্থা (SOC):ব্যবহারকারীরা এই বিষয়টিই সবচেয়ে বেশি গুরুত্ব দেন: "কত ব্যাটারি বাকি আছে?" সঠিক SOC অনুমান পরিসরের উদ্বেগ রোধ করে। ফ্ল্যাট ভোল্টেজ কার্ভ সহ LFP এর মতো ব্যাটারির জন্য, SOC সঠিকভাবে অনুমান করা একটি বিশ্বমানের প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জ, যার জন্য Kalman ফিল্টারের মতো জটিল অ্যালগরিদম প্রয়োজন।
•স্বাস্থ্য অবস্থা (SOH):এটি ব্যাটারির "স্বাস্থ্য" মূল্যায়ন করে যখন এটি নতুন ছিল তার তুলনায় এবং ব্যবহৃত EV-এর মান নির্ধারণের ক্ষেত্রে এটি একটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয়। ৮০% SOH সহ একটি ব্যাটারির অর্থ হল এর সর্বোচ্চ ক্ষমতা একটি নতুন ব্যাটারির মাত্র ৮০%।
২. কোষ ভারসাম্য: দলবদ্ধভাবে কাজ করার শিল্প
একটি ব্যাটারি প্যাক শত শত বা হাজার হাজার সেল দিয়ে তৈরি যা সিরিজ এবং প্যারালালভাবে সংযুক্ত থাকে। উৎপাদনের ক্ষেত্রে সামান্য পার্থক্যের কারণে, তাদের চার্জ এবং ডিসচার্জের হার সামান্য পরিবর্তিত হবে। ভারসাম্য না রেখে, সর্বনিম্ন চার্জযুক্ত সেলটি পুরো প্যাকের ডিসচার্জ এন্ডপয়েন্ট নির্ধারণ করবে, যেখানে সর্বোচ্চ চার্জযুক্ত সেলটি চার্জিং এন্ডপয়েন্ট নির্ধারণ করবে।
• প্যাসিভ ব্যালেন্সিং:একটি রেজিস্টর ব্যবহার করে উচ্চ-চার্জযুক্ত কোষ থেকে অতিরিক্ত শক্তি পুড়িয়ে ফেলা হয়। এটি সহজ এবং সস্তা কিন্তু তাপ উৎপন্ন করে এবং শক্তি অপচয় করে।
• সক্রিয় ভারসাম্য:উচ্চ-চার্জযুক্ত কোষ থেকে কম-চার্জযুক্ত কোষে শক্তি স্থানান্তর করে। এটি দক্ষ এবং ব্যবহারযোগ্য পরিসর বৃদ্ধি করতে পারে তবে জটিল এবং ব্যয়বহুল। SAE ইন্টারন্যাশনালের গবেষণা পরামর্শ দেয় যে সক্রিয় ভারসাম্য একটি প্যাকের ব্যবহারযোগ্য ক্ষমতা প্রায় 10%⁶ বৃদ্ধি করতে পারে।
৩. নিরাপত্তা সুরক্ষা: সতর্ক "অভিভাবক"
এটি বিএমএসের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ দায়িত্ব। এটি সেন্সরের মাধ্যমে ব্যাটারির পরামিতিগুলি ক্রমাগত পর্যবেক্ষণ করে।
• অতিরিক্ত ভোল্টেজ/আন্ডার ভোল্টেজ সুরক্ষা:ব্যাটারির স্থায়ী ক্ষতির প্রধান কারণ অতিরিক্ত চার্জিং বা অতিরিক্ত ডিসচার্জিং প্রতিরোধ করে।
• অতিরিক্ত কারেন্ট সুরক্ষা:শর্ট সার্কিটের মতো অস্বাভাবিক কারেন্টের সময় দ্রুত সার্কিট কেটে দেয়।
•অতিরিক্ত তাপমাত্রা সুরক্ষা:ব্যাটারিগুলি তাপমাত্রার প্রতি অত্যন্ত সংবেদনশীল। BMS তাপমাত্রা পর্যবেক্ষণ করে, খুব বেশি বা কম হলে শক্তি সীমিত করে এবং হিটিং বা কুলিং সিস্টেম সক্রিয় করে। তাপীয় পলাতকতা রোধ করা এর সর্বোচ্চ অগ্রাধিকার, যা একটি ব্যাপকইভি চার্জিং স্টেশন ডিজাইন.
৩. বিএমএসের মস্তিষ্ক: এটি কীভাবে তৈরি করা হয়?
সঠিক BMS আর্কিটেকচার নির্বাচন করা খরচ, নির্ভরযোগ্যতা এবং নমনীয়তার মধ্যে একটি বিনিময়।
বিএমএস আর্কিটেকচারের তুলনা: কেন্দ্রীভূত বনাম বিতরণকৃত বনাম মডুলার
| স্থাপত্য | গঠন ও বৈশিষ্ট্য | সুবিধাদি | অসুবিধাগুলি | প্রতিনিধি সরবরাহকারী/প্রযুক্তিবিদ |
|---|---|---|---|---|
| কেন্দ্রীভূত | সমস্ত সেল সেন্সিং তারগুলি সরাসরি একটি কেন্দ্রীয় নিয়ামকের সাথে সংযুক্ত হয়। | কম খরচে সহজ কাঠামো | একক ব্যর্থতার বিন্দু জটিল তারের, ভারী দুর্বল স্কেলেবিলিটি | টেক্সাস ইন্সট্রুমেন্টস (টিআই), ইনফিনিয়নঅত্যন্ত সমন্বিত একক-চিপ সমাধান প্রদান করে। |
| বিতরণ করা হয়েছে | প্রতিটি ব্যাটারি মডিউলের নিজস্ব স্লেভ কন্ট্রোলার থাকে যা একজন মাস্টার কন্ট্রোলারের কাছে রিপোর্ট করে। | উচ্চ নির্ভরযোগ্যতা শক্তিশালী স্কেলেবিলিটি রক্ষণাবেক্ষণ করা সহজ | উচ্চ খরচ সিস্টেম জটিলতা | অ্যানালগ ডিভাইস (ADI)এর ওয়্যারলেস বিএমএস (wBMS) এই ক্ষেত্রে একটি নেতা।এনএক্সপিশক্তিশালী সমাধানও প্রদান করে। |
| মডুলার | অন্য দুটির মধ্যে একটি হাইব্রিড পদ্ধতি, খরচ এবং কর্মক্ষমতার ভারসাম্য বজায় রাখা। | ভালো ভারসাম্য নমনীয় নকশা | কোন একক অসাধারণ বৈশিষ্ট্য নেই; সব দিক থেকেই গড়। | টিয়ার ১ সরবরাহকারীরা যেমনমারেলিএবংপ্রেহএই ধরনের কাস্টম সমাধান অফার করে। |
A বিতরণকৃত স্থাপত্যবিশেষ করে ওয়্যারলেস বিএমএস (wBMS), শিল্পের প্রবণতা হয়ে উঠছে। এটি কন্ট্রোলারদের মধ্যে জটিল যোগাযোগের তারগুলি দূর করে, যা কেবল ওজন এবং খরচই কমায় না বরং ব্যাটারি প্যাক ডিজাইনে অভূতপূর্ব নমনীয়তা প্রদান করে এবং এর সাথে ইন্টিগ্রেশনকে সহজ করে তোলে।বৈদ্যুতিক যানবাহন সরবরাহ সরঞ্জাম (EVSE).
৪: বিএমএসের ভবিষ্যৎ: পরবর্তী প্রজন্মের প্রযুক্তির প্রবণতা
বিএমএস প্রযুক্তি এখনও তার শেষ বিন্দু থেকে অনেক দূরে; এটি আরও স্মার্ট এবং আরও সংযুক্ত হওয়ার জন্য বিকশিত হচ্ছে।
• এআই এবং মেশিন লার্নিং:ভবিষ্যতের BMS আর স্থির গাণিতিক মডেলের উপর নির্ভর করবে না। পরিবর্তে, তারা SOH এবং Remaining Useful Life (RUL) সম্পর্কে আরও সঠিকভাবে ভবিষ্যদ্বাণী করার জন্য বিপুল পরিমাণে ঐতিহাসিক তথ্য বিশ্লেষণ করার জন্য AI এবং মেশিন লার্নিং ব্যবহার করবে, এমনকি সম্ভাব্য ত্রুটিগুলির জন্য প্রাথমিক সতর্কতাও প্রদান করবে।
•ক্লাউড-সংযুক্ত BMS:ক্লাউডে ডেটা আপলোড করার মাধ্যমে, বিশ্বব্যাপী গাড়ির ব্যাটারির জন্য দূরবর্তী পর্যবেক্ষণ এবং ডায়াগনস্টিক অর্জন করা সম্ভব। এটি কেবল BMS অ্যালগরিদমের ওভার-দ্য-এয়ার (OTA) আপডেটের অনুমতি দেয় না বরং পরবর্তী প্রজন্মের ব্যাটারি গবেষণার জন্য অমূল্য ডেটাও সরবরাহ করে। এই গাড়ি থেকে ক্লাউড ধারণাটি এর ভিত্তিও স্থাপন করেv2g সম্পর্কে(যানবাহন থেকে গ্রিড)প্রযুক্তি।
•নতুন ব্যাটারি প্রযুক্তির সাথে খাপ খাইয়ে নেওয়া:সেটা সলিড-স্টেট ব্যাটারি হোক বাফ্লো ব্যাটারি এবং এলডিইএস কোর টেকনোলজিসএই উদীয়মান প্রযুক্তিগুলির জন্য সম্পূর্ণ নতুন BMS ব্যবস্থাপনা কৌশল এবং সেন্সিং প্রযুক্তির প্রয়োজন হবে।
ইঞ্জিনিয়ারদের নকশা চেকলিস্ট
বিএমএস ডিজাইন বা নির্বাচনের সাথে জড়িত প্রকৌশলীদের জন্য, নিম্নলিখিত বিষয়গুলি গুরুত্বপূর্ণ বিবেচ্য বিষয়:
• কার্যকরী নিরাপত্তা স্তর (ASIL):এটি কি মেনে চলেআইএসও ২৬২৬২স্ট্যান্ডার্ড? BMS-এর মতো গুরুত্বপূর্ণ নিরাপত্তা উপাদানের জন্য, ASIL-C বা ASIL-D সাধারণত প্রয়োজন হয়¹⁰।
• নির্ভুলতার প্রয়োজনীয়তা:ভোল্টেজ, কারেন্ট এবং তাপমাত্রার পরিমাপের নির্ভুলতা সরাসরি SOC/SOH অনুমানের নির্ভুলতার উপর প্রভাব ফেলে।
•যোগাযোগ প্রোটোকল:এটি কি CAN এবং LIN এর মতো মূলধারার অটোমোটিভ বাস প্রোটোকল সমর্থন করে এবং এটি কি যোগাযোগের প্রয়োজনীয়তাগুলি মেনে চলে?ইভি চার্জিং স্ট্যান্ডার্ড?
• ভারসাম্য ক্ষমতা:এটি কি সক্রিয় নাকি প্যাসিভ ব্যালেন্সিং? ব্যালেন্সিং কারেন্ট কী? এটি কি ব্যাটারি প্যাকের নকশার প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে পারে?
• স্কেলেবিলিটি:বিভিন্ন ক্ষমতা এবং ভোল্টেজ স্তরের বিভিন্ন ব্যাটারি প্যাক প্ল্যাটফর্মের সাথে কি সমাধানটি সহজেই অভিযোজিত করা যেতে পারে?
বৈদ্যুতিক গাড়ির বিকশিত মস্তিষ্ক
দ্যইভি ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম (বিএমএস)আধুনিক বৈদ্যুতিক যানবাহন প্রযুক্তি ধাঁধার একটি অপরিহার্য অংশ। এটি একটি সাধারণ মনিটর থেকে একটি জটিল এমবেডেড সিস্টেমে বিকশিত হয়েছে যা সেন্সিং, গণনা, নিয়ন্ত্রণ এবং যোগাযোগকে একীভূত করে।
ব্যাটারি প্রযুক্তি এবং এআই এবং ওয়্যারলেস যোগাযোগের মতো অত্যাধুনিক ক্ষেত্রগুলি যত এগিয়ে যাবে, বিএমএস আরও বুদ্ধিমান, নির্ভরযোগ্য এবং দক্ষ হয়ে উঠবে। এটি কেবল যানবাহনের নিরাপত্তার অভিভাবকই নয়, বরং ব্যাটারির পূর্ণ সম্ভাবনা উন্মোচন এবং আরও টেকসই পরিবহন ভবিষ্যত সক্ষম করার চাবিকাঠিও।
প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী
প্রশ্ন: ইভি ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম কী?
A: An ইভি ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম (বিএমএস)এটি একটি বৈদ্যুতিক গাড়ির ব্যাটারি প্যাকের "ইলেকট্রনিক মস্তিষ্ক" এবং "অভিভাবক"। এটি হার্ডওয়্যার এবং সফ্টওয়্যারের একটি অত্যাধুনিক সিস্টেম যা ক্রমাগত প্রতিটি ব্যাটারি সেল পর্যবেক্ষণ এবং পরিচালনা করে, নিশ্চিত করে যে ব্যাটারিটি সমস্ত পরিস্থিতিতে নিরাপদে এবং দক্ষতার সাথে কাজ করে।
প্রশ্ন: একটি BMS এর প্রধান কাজগুলি কী কী?
A:একটি BMS এর মূল কাজগুলির মধ্যে রয়েছে: ১)রাজ্য অনুমান: ব্যাটারির অবশিষ্ট চার্জ (চার্জের অবস্থা - SOC) এবং এর সামগ্রিক স্বাস্থ্য (স্বাস্থ্যের অবস্থা - SOH) সঠিকভাবে গণনা করা। 2)কোষ ভারসাম্য: প্যাকের সমস্ত কোষের চার্জের স্তর সমান রাখা নিশ্চিত করা যাতে প্রতিটি কোষ অতিরিক্ত চার্জ বা অতিরিক্ত ডিসচার্জ না হয়। 3)নিরাপত্তা সুরক্ষা: তাপীয় পলাতকতার মতো বিপজ্জনক ঘটনা প্রতিরোধের জন্য ওভার-ভোল্টেজ, আন্ডার-ভোল্টেজ, ওভার-কারেন্ট, বা অতিরিক্ত তাপমাত্রার ক্ষেত্রে সার্কিট কেটে ফেলা।
প্রশ্ন: বিএমএস কেন এত গুরুত্বপূর্ণ?
A:বিএমএস সরাসরি একটি বৈদ্যুতিক গাড়িরনিরাপত্তা, পরিসর এবং ব্যাটারির আয়ুষ্কাল। বিএমএস ছাড়া, একটি ব্যয়বহুল ব্যাটারি প্যাক কয়েক মাসের মধ্যে কোষের ভারসাম্যহীনতার কারণে নষ্ট হয়ে যেতে পারে অথবা এমনকি আগুন ধরে যেতে পারে। একটি উন্নত বিএমএস হল দীর্ঘ পরিসর, দীর্ঘ জীবন এবং উচ্চ সুরক্ষা অর্জনের ভিত্তি।
পোস্টের সময়: জুলাই-১৮-২০২৫