Sistem za upravljanje baterij (BMS) ima ključno vlogo pri zagotavljanju varnega in učinkovitega delovanja litij-ionskih baterij, vključno z LFP in ternarnimi litijevimi baterijami (NCM/NCA). Njegov primarni namen je spremljanje in uravnavanje različnih parametrov baterije, kot so napetost, temperatura in tok, da se zagotovi delovanje baterije znotraj varnih meja. BMS tudi ščiti baterijo pred prenapolnjenostjo, prekomerno izpraznitvijo ali delovanjem zunaj optimalnega temperaturnega območja. V baterijskih paketih z več serijami celic (baterijski nizi) BMS upravlja uravnoteženje posameznih celic. Ko BMS odpove, ostane baterija ranljiva, posledice pa so lahko hude.
1. Prekomerno polnjenje ali prekomerno praznjenje
Ena najbolj kritičnih funkcij BMS je preprečiti, da bi se baterija prekomerno napolnila ali izpraznila. Prekomerno polnjenje je še posebej nevarno za baterije z visoko energijsko gostoto, kot je ternarni litij (NCM/NCA), ker so dovzetne za toplotno uhajanje. To se zgodi, ko napetost akumulatorja preseže varne meje, kar povzroči prekomerno toploto, kar lahko povzroči eksplozijo ali požar. Po drugi strani pa lahko čezmerno izpraznjenje povzroči trajno poškodbo celic, zlasti v baterijah LFP, ki lahko po globoki izpraznitvi izgubijo kapaciteto in kažejo slabo delovanje. Pri obeh vrstah lahko BMS neuravnavanje napetosti med polnjenjem in praznjenjem povzroči nepopravljivo škodo na baterijskem paketu.
2. Pregrevanje in toplotni beg
Ternarne litijeve baterije (NCM/NCA) so še posebej občutljive na visoke temperature, bolj kot LFP baterije, ki so znane po boljši toplotni stabilnosti. Vendar obe vrsti zahtevata skrbno uravnavanje temperature. Funkcionalni BMS spremlja temperaturo baterije in zagotavlja, da ostane v varnem območju. Če BMS odpove, lahko pride do pregrevanja, kar sproži nevarno verižno reakcijo, imenovano termični beg. V baterijskem paketu, sestavljenem iz številnih nizov celic (baterijski nizi), se lahko toplotni beg hitro razširi iz ene celice v drugo, kar povzroči katastrofalno okvaro. Pri visokonapetostnih aplikacijah, kot so električna vozila, je to tveganje povečano, ker sta gostota energije in število celic veliko večja, kar povečuje verjetnost resnih posledic.
3. Neravnovesje med baterijskimi celicami
Pri večceličnih baterijskih paketih, zlasti tistih z visokonapetostnimi konfiguracijami, kot so električna vozila, je uravnoteženje napetosti med celicami ključnega pomena. BMS je odgovoren za zagotavljanje uravnoteženosti vseh celic v paketu. Če BMS odpove, se lahko nekatere celice prenapolnijo, medtem ko druge ostanejo premalo napolnjene. V sistemih z več baterijskimi nizi to neravnovesje ne le zmanjša splošno učinkovitost, ampak predstavlja tudi nevarnost za varnost. Predvsem prenapolnjene celice so v nevarnosti pregrevanja, kar lahko povzroči katastrofalno okvaro.
4. Izguba spremljanja in beleženja podatkov
V zapletenih baterijskih sistemih, kot so tisti, ki se uporabljajo pri shranjevanju energije ali električnih vozilih, BMS nenehno spremlja delovanje baterije, beleži podatke o ciklih polnjenja, napetosti, temperaturi in zdravju posameznih celic. Te informacije so ključnega pomena za razumevanje zdravja baterijskih paketov. Ko BMS odpove, se to kritično spremljanje ustavi, zaradi česar je nemogoče slediti, kako dobro delujejo celice v paketu. Pri visokonapetostnih baterijskih sistemih s številnimi serijami celic lahko nezmožnost spremljanja zdravja celic povzroči nepričakovane okvare, kot je nenadna izguba moči ali toplotni dogodki.
5. Izpad električne energije ali zmanjšana učinkovitost
Okvara BMS lahko povzroči zmanjšano učinkovitost ali celo popoln izpad električne energije. Brez ustreznega upravljanjanapetost, temperaturo in uravnoteženje celic, se lahko sistem izklopi, da prepreči nadaljnjo škodo. V aplikacijah, kjernizi visokonapetostnih baterijso vpleteni, kot so električna vozila ali industrijski hranilniki energije, lahko to privede do nenadne izgube moči, kar predstavlja veliko varnostno tveganje. Na primer, aternarni litijbaterija se lahko nepričakovano izklopi, medtem ko se električno vozilo premika, kar ustvari nevarne pogoje za vožnjo.
Čas objave: 11. septembra 2024
