بسبب خصائصبطارية الليثيوميجب إضافة نظام إدارة البطارية (BMS) إلى البطارية نفسها. يُحظر استخدام البطاريات بدون نظام إدارة، لما ينطوي عليه ذلك من مخاطر أمنية جسيمة. تُعدّ السلامة أولوية قصوى في أنظمة البطاريات. فإذا لم تكن البطاريات محمية أو مُدارة بشكل جيد، فقد تتعرض لخطر قصر عمرها أو تلفها أو انفجارها.

نظام إدارة البطاريات (BMS): يستخدم بشكل أساسي في بطاريات الطاقة، مثل المركبات الكهربائية والدراجات الكهربائية وتخزين الطاقة والأنظمة الكبيرة الأخرى.

تشمل الوظائف الرئيسية لنظام إدارة البطارية (BMS) قياس جهد البطارية ودرجة حرارتها وتيارها، وموازنة الطاقة، وحساب حالة الشحن وعرضها، والإنذار في حالة الأعطال، وإدارة الشحن والتفريغ، والاتصال، بالإضافة إلى وظائف الحماية الأساسية لنظام الحماية. كما تتضمن بعض أنظمة إدارة البطارية إدارة الحرارة، وتسخين البطارية، وتحليل حالة البطارية، وقياس مقاومة العزل، وغيرها.

مقدمة وتحليل لوظائف نظام إدارة المباني (BMS):
1. حماية البطارية، على غرار وحدة إدارة الطاقة (PCM)، من الشحن الزائد، والتفريغ الزائد، وارتفاع درجة الحرارة، والتيار الزائد، وقصر الدائرة. مثل بطاريات الليثيوم-المنغنيز العادية والبطاريات ثلاثية العناصربطاريات الليثيوم أيونيقوم النظام تلقائيًا بفصل دائرة الشحن أو التفريغ بمجرد اكتشافه أن جهد أي بطارية يتجاوز 4.2 فولت أو أن جهد أي بطارية ينخفض ​​عن 3.0 فولت. وفي حال تجاوزت درجة حرارة البطارية درجة حرارة تشغيلها أو تجاوز التيار تيار تفريغ مجموعة البطاريات، يقوم النظام تلقائيًا بفصل مسار التيار لضمان سلامة البطارية والنظام.

2. توازن الطاقة، ككلحزمة البطاريةبسبب توصيل العديد من البطاريات على التوالي، وبعد فترة من التشغيل، ونظرًا لعدم استقرار أداء البطارية نفسها، وعدم استقرار درجة حرارة التشغيل، وأسباب أخرى، يظهر فرق كبير في الأداء، مما يؤثر بشكل كبير على عمر البطارية وكفاءة النظام. يهدف توازن الطاقة إلى تعويض الفروقات بين الخلايا الفردية من خلال إدارة الشحن والتفريغ، سواءً بشكل فعال أو غير فعال، لضمان استقرار أداء البطارية وإطالة عمرها. يوجد نوعان من التوازن في الصناعة: التوازن غير الفعال والتوازن الفعال. يعتمد التوازن غير الفعال بشكل أساسي على موازنة كمية الطاقة من خلال استهلاك المقاومة، بينما يعتمد التوازن الفعال بشكل أساسي على نقل الطاقة من البطارية إلى البطارية الأقل استهلاكًا للطاقة من خلال المكثف أو المحث أو المحول. يوضح الجدول أدناه مقارنة بين التوازن غير الفعال والفعال. ونظرًا لأن نظام التوازن الفعال معقد نسبيًا وتكلفته مرتفعة، فإن التوازن غير الفعال هو الأكثر شيوعًا.

3. حساب حالة الشحن (SOC)،طاقة البطاريةيُعدّ حساب حالة الشحن (SOC) جزءًا بالغ الأهمية من أنظمة إدارة البطاريات (BMS)، حيث تحتاج العديد من الأنظمة إلى معرفة دقيقة لحالة الطاقة المتبقية. وبفضل التطور التكنولوجي، تراكمت العديد من طرق حساب حالة الشحن، والتي لا تتطلب دقة عالية، حيث يمكن الاعتماد على جهد البطارية لتقدير الطاقة المتبقية. وتُعدّ طريقة تكامل التيار (المعروفة أيضًا بطريقة Ah)، Q = ∫i dt، من أهم الطرق الدقيقة، بالإضافة إلى طريقة المقاومة الداخلية، وطريقة الشبكة العصبية، وطريقة مرشح كالمان. ولا تزال طريقة حساب التيار هي الطريقة السائدة في هذا المجال.

4. الاتصالات. تختلف متطلبات واجهات الاتصال باختلاف الأنظمة. تشمل واجهات الاتصال الشائعة SPI وI2C وCAN وRS485 وغيرها. وتعتمد أنظمة السيارات وتخزين الطاقة بشكل أساسي على CAN وRS485.