ما هي تدابير السلامة المطلوبة للبطاريات عالية الجهد؟

الإجراءات الأساسية للسلامة لأنظمة البطاريات عالية الجهد: دليل شامل من شركة Huison Energy

مع تزايد الطلب العالمي على تخزين الطاقة بكفاءة، أصبحت أنظمة البطاريات عالية الجهد ضرورية للتطبيقات الصناعية والتجارية الكبيرة، ومشاريع المرافق، والشبكات الدقيقة المتطورة. توفر هذه الأنظمة، التي تعمل عادةً عند جهود تزيد عن 400 فولت وغالبًا ما تصل إلى 1500 فولت، مزايا كبيرة من حيث كثافة القدرة والكفاءة. ومع ذلك، فإن سعتها الهائلة للطاقة تتطلب تركيزًا صارمًا على السلامة دون أي تنازلات. في شركة هويشون للطاقة، الرائدة في مجال البحث والتطوير وإنتاج حلول تخزين الطاقة المتكاملة، نحن نؤمن بأن السلامة ليست مجرد ميزة، بل هي المبدأ الأساسي لكل منتج نصممه. يقدم هذا المقال نظرة متعمقة حول التدابير الحرجة للسلامة اللازمة لتشغيل بطاريات الجهد العالي بشكل موثوق وآمن.

فهم المخاطر: لماذا تكون سلامة بطاريات الجهد العالي ذات أهمية قصوى

تحتوي بطاريات الجهد العالي على كمية هائلة من الطاقة في مساحة صغيرة. وتشمل المخاطر الرئيسية المرتبطة بها ما يلي:

• المخاطر الكهربائية: يمثل الجهد العالي نفسه خطرًا شديدًا من الصدمة الكهربائية وانفجار القوس الكهربائي، والتي يمكن أن تؤدي إلى إصابات خطيرة أو أضرار بالمعدات.

• الانطلاق الحراري: هو تفاعل متسلسل داخل خلية البطارية يؤدي إلى زيادة سريعة وغير خاضعة للسيطرة في درجة الحرارة والضغط. ويمكن أن يُحفَّز هذا التفاعل بسبب الشحن الزائد، أو حدوث دوائر قصيرة داخلية، أو تلف ميكانيكي، أو ارتفاع درجات الحرارة بشكل مفرط. ويمكن لخلية واحدة تمر بانطلاق حراري أن تنقل التفاعل إلى الخلايا المجاورة، مما قد يؤدي إلى نشوب حريق.

• المخاطر الكيميائية: تحتوي بطاريات الليثيوم أيون على إلكتروليتات قابلة للاشتعال. وفي حالة حدوث تسرب، يمكن أن تخرج هذه المواد الكيميائية وتُعرِّض البيئة والأشخاص لمخاطر إضافية من الحريق.

بالنظر إلى هذه المخاطر، فإن اعتماد نهج أمان متعدد الطبقات ومصمم على أساس الحماية العميقة أمر ضروري. وقد تم تضمين هذه الفلسفة في كل نظام بطارية الجهد العالي تم تطويره بواسطة Huison Energy، مع ضمان الامتثال للمعايير الدولية مثل UL9540A و IEC62619 .

البنية الأمنية متعددة الطبقات للبطارية عالية الجهد الحديثة

آمن نظام بطارية الجهد العالي يُبنى على عدة طبقات متصلة ببعضها البعض للحماية، من مستوى الخلية إلى مستوى النظام.

1. سلامة مستوى الخلية: الخط الدفاعي الأول

تبدأ السلامة من جودة واستقرار الخلايا الفردية للبطارية داخليًا. تقوم هوي سون إنرجي بالحصول على خلايا ليثيوم أيون عالية الجودة واستخدامها، وتطوير تقنية متقدمة، والتي توفر مزايا أمان جوهرية نظرًا لارتفاع عتبات التصعيد الحراري الخاصة بها. وتشمل الاعتبارات الرئيسية على مستوى الخلية ما يلي: بطارية الصوديوم نظرًا لارتفاع عتبات التصعيد الحراري الخاصة بها. وتشمل الاعتبارات الرئيسية على مستوى الخلية ما يلي:

• كيمياء الخلية: إن اختيار التركيبات الكيميائية المعروفة باستقرارها (مثل LFP - فوسفات حديد الليثيوم) أمر بالغ الأهمية للتطبيقات ذات الجهد العالي التطبيقات ذات الجهد العالي .

• التحكم في الجودة: تمنع المعايير الصارمة في التصنيع وجود شوائب داخلية أو عيوب قد تؤدي إلى حدوث دوائر قصيرة.

2. نظام إدارة البطارية (BMS): الحارس الذكي

ال BMS هو عقل حزمة البطارية ومكون السلامة الأكثر أهمية فيها. بطارية عالية الجهد يجب أن يعمل نظام إدارة البطارية بدقة شديدة:

• حماية من الجهد الزائد والجهد المنخفض: يراقب النظام باستمرار جهد كل خلية، ويمنع الشحن أكثر من الحدود الآمنة أو التفريغ المفرط، حيث يمكن لكليهما إتلاف الخلايا وتسبب مشكلات أمان.

• حماية من التيار الزائد: يكتشف نظام إدارة البطارية تدفق تيار مفرط أثناء الشحن أو التفريغ، وسينقطع عن البطارية لمنع ارتفاع درجة الحرارة.

• مراقبة وإدارة درجة الحرارة: توفر أجهزة الاستشعار المنتشرة في جميع أنحاء الحزمة بيانات إلى نظام إدارة البطارية. وإذا تجاوزت درجات الحرارة النطاقات التشغيلية الآمنة، يمكن للنظام تفعيل أنظمة التبريد أو تقليل إنتاج الطاقة.

• موازنة الخلية: ويضمن هذا تكافؤ عملية الشحن والتفريغ لجميع الخلايا في السلسلة، ويمنع أي خلية فردية من التعرض لإجهاد زائد، وهي عامل رئيسي في الوقاية من الانطلاق الحراري.

تقنية هوي سون إنرجي المتقدمة BMS تم تصميمها لتوفير مستوى دقيق من التحكم، مشكلةً اللبنة الأساسية لدينا بطارية عالية الجهد بروتوكول السلامة.

3. الحماية على مستوى النظام: الحواجز المادية والإلكترونية

بالإضافة إلى نظام إدارة البطارية (BMS)، تُدمج طبقات إضافية من السلامة في النظام بأكمله نظام تخزين الطاقة .

• الغلاف القوي: يتم وضع وحدات البطارية داخل غلاف مصنف حسب تصنيف الحماية (IP) لحمايتها من دخول الغبار والرطوبة، ويوفر قوة ميكانيكية تتحمل التأثيرات الخارجية.

• نظام إدارة الحرارة: غالبًا ما تكون التبريد السلبي غير كافٍ للحزم بطارية عالية الجهد الكبيرة. تعد أنظمة إدارة الحرارة النشطة — سواء بالتبريد السائل أو الهوائي القسري — ضرورية للحفاظ على مدى درجة حرارة مثالي، مما يضمن الكفاءة والعمر الطويل مع تقليل المخاطر الحرارية.

• قواطع الدوائر والماسحات: هذه المكونات العالية الجهد تسمح بالفصل الآمن يدويًا وآليًا للبطارية عن باقي النظام (مثل العاكسات و الطاقة الكهروضوئية مصفوفة) في حالة حدوث عطل أو للصيانة.

• التفريع الشامل: توفر المزيلات المصممة بشكل استراتيجي وسيلة نهائية غير إلكترونية لمنع الأحداث الكارثية الناتجة عن زيادة التيار المفرطة.

4. التكامل مع نظام إدارة الطاقة (EMS) والضمانات الخارجية

إن التركيب الآمن حقًا يدمج الـ بطارية عالية الجهد مع نظام أوسع هو الـ نظام إدارة الطاقة (EMS) والضمانات الخارجية.

• تكامل نظام إدارة الطاقة (EMS): يمكن لنظام إدارة الطاقة (EMS) الإشراف على النظام البيئي للطاقة بالكامل، وتوجيه الـ بطارية عالية الجهد للعمل ضمن معلماتها الأكثر أمانًا بناءً على حالة الشبكة، ومتطلبات الأحمال، والعوامل البيئية.

• أنظمة إخماد الحريق: بالنسبة للتركيبات الكبيرة، فإن نظام الكشف عن الحريق وإخماده المتكامل، المصمم خصيصًا لحرائق بطاريات الليثيوم أيون، يُعد خط الدفاع الأخير الحيوي. ويتماشى هذا مع متطلبات الاختبار الواقعة في معايير مثل UL9540A .

التزام هيوسون للطاقة بالسلامة المعتمدة

بالنسبة للمستخدمين النهائيين، قد يكون التنقل عبر هذه الإجراءات الأمنية المعقدة أمرًا صعبًا. وهنا تأتي أهمية اختيار شركة تصنيع معتمدة وموثوقة. ويتجلى التزام هيوسون للطاقة بالسلامة من خلال سعينا الدؤوب للحصول على شهادات دولية. فمنتجاتنا وأنظمتنا بطارية عالية الجهد تخضع لاختبارات صارمة من جهات خارجية للحصول على شهادات مثل UL1973, CE, IEC62619, IEC62133, and UN38.3 كما أن عمليات التصنيع لدينا معتمدة ضمن ISO9001 ، مما يضمن تحكمًا ثابتًا في الجودة.

هذه الشهادات ليست مجرد وسام؛ بل هي تحقق مستقل بأن منتجاتنا منتجات تخزين الطاقة —من سكني إلى الصناعية والتجارية مصممة وفق أعلى المعايير العالمية للسلامة.

الاستنتاج: السلامة كتكامل بين التكنولوجيا واليقظة

ضمان سلامة نظام بطارية الجهد العالي لا يتعلق بمكون واحد فقط، بل يعتمد على التكامل بين طبقات متعددة ومكررة من الحماية. ويتطلب هذا التميز في كيمياء الخلايا، وتصميم ذكي، وهندسة قوية، وتشغيل سلس BMS وتشغيل سلس تكامل النظام نقوم في هويشون للطاقة بتصميم حلولنا لتخزين الطاقة عالية الجهد بناءً على فلسفة السلامة الشاملة هذه في صميمها. ومن خلال الالتزام الصارم بالمعايير الدولية المعمول بها وتطبيق معمارية دفاع متعددة الطبقات، فإننا نمنح عملاءنا الثقة لاستغلال قوة تقنيات تخزين الطاقة المتقدمة، مع العلم بأن السلامة تمثل أولويتنا القصوى. وعند تقييم خيارات بطارية عالية الجهد يجب دائمًا إعطاء الأولوية للحلول التي تُظهر بشكل شفاف هذا الالتزام المتعدد الأوجه بالسلامة