Systém správy batérií (BMS) hrá dôležitú úlohu pri zabezpečovaní bezpečnej a efektívnej prevádzky lítium-iónových batérií, vrátane LFP a ternárnych lítiových batérií (NCM/NCA). Jeho primárnym účelom je monitorovať a regulovať rôzne parametre batérie, ako je napätie, teplota a prúd, aby sa zabezpečila prevádzka batérie v bezpečných medziach. BMS tiež chráni batériu pred prebitím, nadmerným vybitím alebo prevádzkou mimo jej optimálneho teplotného rozsahu. V batériových súpravách s viacerými sériami článkov (bateriové reťazce) riadi BMS vyváženie jednotlivých článkov. Keď BMS zlyhá, batéria zostane zraniteľná a následky môžu byť vážne.
1. Prebíjanie alebo nadmerné vybíjanie
Jednou z najdôležitejších funkcií BMS je zabrániť prebitiu alebo nadmernému vybitiu batérie. Prebíjanie je obzvlášť nebezpečné pre batérie s vysokou energetickou hustotou, ako je ternárne lítium (NCM/NCA), pretože sú náchylné na tepelný únik. K tomu dochádza, keď napätie batérie prekročí bezpečné limity a vytvára nadmerné teplo, čo môže viesť k výbuchu alebo požiaru. Na druhej strane nadmerné vybíjanie môže spôsobiť trvalé poškodenie článkov, najmä v batériách LFP, ktoré môžu po hlbokom vybití stratiť kapacitu a vykazovať slabý výkon. Pri oboch typoch môže zlyhanie BMS pri regulácii napätia počas nabíjania a vybíjania viesť k nezvratnému poškodeniu akumulátora.
2. Prehriatie a Thermal Runaway
Ternárne lítiové batérie (NCM/NCA) sú obzvlášť citlivé na vysoké teploty, viac ako batérie LFP, ktoré sú známe lepšou tepelnou stabilitou. Oba typy však vyžadujú starostlivé riadenie teploty. Funkčný BMS monitoruje teplotu batérie a zaisťuje, že zostane v bezpečnom rozsahu. Ak BMS zlyhá, môže dôjsť k prehriatiu, čo spustí nebezpečnú reťazovú reakciu nazývanú tepelný únik. V batériovom bloku zloženom z mnohých sérií článkov (batériových reťazcov) sa tepelný únik môže rýchlo šíriť z jedného článku na druhý, čo vedie ku katastrofálnemu zlyhaniu. Pri vysokonapäťových aplikáciách, ako sú elektrické vozidlá, sa toto riziko zväčšuje, pretože hustota energie a počet článkov sú oveľa vyššie, čím sa zvyšuje pravdepodobnosť vážnych následkov.
3. Nerovnováha medzi článkami batérie
Vo viacčlánkových batériových súpravách, najmä v tých s vysokonapäťovými konfiguráciami, ako sú elektrické vozidlá, je vyváženie napätia medzi článkami kľúčové. BMS je zodpovedný za zabezpečenie rovnováhy všetkých buniek v balení. Ak BMS zlyhá, niektoré články sa môžu prebiť, zatiaľ čo iné zostanú podbité. V systémoch s viacerými batériovými reťazcami táto nerovnováha nielen znižuje celkovú účinnosť, ale predstavuje aj bezpečnostné riziko. Najmä prebitým článkom hrozí prehriatie, ktoré môže spôsobiť ich katastrofálne zlyhanie.
4. Strata monitorovania a zaznamenávania údajov
V zložitých batériových systémoch, ako sú tie, ktoré sa používajú pri skladovaní energie alebo elektrických vozidlách, BMS nepretržite monitoruje výkon batérie, zaznamenáva údaje o nabíjacích cykloch, napätí, teplote a zdraví jednotlivých buniek. Tieto informácie sú dôležité pre pochopenie stavu batérií. Keď BMS zlyhá, toto kritické monitorovanie sa zastaví, takže nie je možné sledovať, ako dobre fungujú bunky v balení. V prípade vysokonapäťových batériových systémov s mnohými sériami článkov môže neschopnosť monitorovať stav buniek viesť k neočakávaným poruchám, ako je náhla strata napájania alebo tepelné udalosti.
5. Výpadok napájania alebo znížená účinnosť
Zlyhanie BMS môže viesť k zníženiu účinnosti alebo dokonca k úplnému výpadku napájania. Bez správneho manažmentunapätie, teplota a vyváženie článkov sa môže systém vypnúť, aby sa zabránilo ďalšiemu poškodeniu. V aplikáciách, kdereťazce vysokonapäťových batériíako sú elektrické vozidlá alebo priemyselné skladovanie energie, mohlo by to viesť k náhlej strate energie, čo predstavuje značné bezpečnostné riziko. Napríklad aternárne lítiumbatéria sa môže neočakávane vypnúť, keď je elektrické vozidlo v pohybe, čo môže viesť k nebezpečným jazdným podmienkam.
Čas odoslania: 11. september 2024
