Un sistem de gestionare a bateriei (BMS) joacă un rol vital în asigurarea funcționării sigure și eficiente a bateriilor litiu-ion, inclusiv a bateriilor LFP și a bateriilor ternare cu litiu (NCM/NCA). Scopul său principal este de a monitoriza și regla diverși parametri ai bateriei, cum ar fi tensiunea, temperatura și curentul, pentru a asigura funcționarea bateriei în limite de siguranță. BMS protejează, de asemenea, bateria de supraîncărcare, descărcare excesivă sau funcționare în afara intervalului optim de temperatură. În pachetele de baterii cu mai multe serii de celule (șiruri de baterii), BMS gestionează echilibrarea celulelor individuale. Când BMS se defectează, bateria rămâne vulnerabilă, iar consecințele pot fi grave.
1. Supraîncărcare sau descărcare excesivă
Una dintre cele mai importante funcții ale unui BMS este de a preveni supraîncărcarea sau descărcarea excesivă a bateriei. Supraîncărcarea este deosebit de periculoasă pentru bateriile cu densitate energetică mare, cum ar fi bateriile ternare cu litiu (NCM/NCA), din cauza susceptibilității lor la fluctuații termice. Aceasta se întâmplă atunci când tensiunea bateriei depășește limitele de siguranță, generând exces de căldură, care ar putea duce la o explozie sau un incendiu. Pe de altă parte, descărcarea excesivă poate provoca daune permanente celulelor, în special în bateriile LFP, care își pot pierde capacitatea și pot prezenta performanțe slabe după descărcări profunde. În ambele tipuri, eșecul BMS de a regla tensiunea în timpul încărcării și descărcării poate duce la deteriorarea ireversibilă a pachetului de baterii.
2. Supraîncălzire și fugă termică
Bateriile ternare cu litiu (NCM/NCA) sunt deosebit de sensibile la temperaturi ridicate, mai mult decât bateriile LFP, care sunt cunoscute pentru o stabilitate termică mai bună. Cu toate acestea, ambele tipuri necesită o gestionare atentă a temperaturii. Un BMS funcțional monitorizează temperatura bateriei, asigurându-se că aceasta se menține într-un interval sigur. Dacă BMS-ul se defectează, poate apărea supraîncălzirea, declanșând o reacție în lanț periculoasă numită fuga termică. Într-un pachet de baterii compus din mai multe serii de celule (șiruri de baterii), fuga termică se poate propaga rapid de la o celulă la alta, ducând la defecțiuni catastrofale. Pentru aplicațiile de înaltă tensiune, cum ar fi vehiculele electrice, acest risc este amplificat deoarece densitatea energiei și numărul de celule sunt mult mai mari, crescând probabilitatea unor consecințe grave.
3. Dezechilibru între celulele bateriei
În pachetele de baterii multicelulare, în special cele cu configurații de înaltă tensiune, cum ar fi vehiculele electrice, echilibrarea tensiunii dintre celule este crucială. Sistemul BMS este responsabil pentru asigurarea echilibrării tuturor celulelor dintr-un pachet. Dacă BMS-ul se defectează, unele celule se pot supraîncărca, în timp ce altele rămân subîncărcate. În sistemele cu mai multe șiruri de baterii, acest dezechilibru nu numai că reduce eficiența generală, dar prezintă și un pericol pentru siguranță. Celulele supraîncărcate, în special, prezintă riscul de supraîncălzire, ceea ce poate provoca defectarea lor catastrofală.
4. Pierderea monitorizării și a înregistrării datelor
În sistemele complexe de baterii, cum ar fi cele utilizate în stocarea energiei sau în vehiculele electrice, un BMS monitorizează continuu performanța bateriei, înregistrând date despre ciclurile de încărcare, tensiune, temperatură și starea celulelor individuale. Aceste informații sunt vitale pentru înțelegerea stării de funcționare a pachetelor de baterii. Când BMS-ul se defectează, această monitorizare critică se oprește, ceea ce face imposibilă urmărirea modului în care funcționează celulele din pachet. Pentru sistemele de baterii de înaltă tensiune cu multe serii de celule, incapacitatea de a monitoriza starea celulelor ar putea duce la defecțiuni neașteptate, cum ar fi pierderea bruscă de energie sau evenimente termice.
5. Pană de curent sau eficiență redusă
Un BMS defect poate duce la o eficiență redusă sau chiar la o pană totală de curent. Fără o gestionare adecvată aVoltaj, temperatură și echilibrare a celulelor, sistemul se poate opri pentru a preveni deteriorarea ulterioară. În aplicațiile în careșiruri de baterii de înaltă tensiunesunt implicate, cum ar fi vehiculele electrice sau stocarea energiei industriale, acest lucru ar putea duce la o întrerupere bruscă a energiei, prezentând riscuri semnificative pentru siguranță. De exemplu, unlitiu ternarBateria se poate opri neașteptat în timp ce un vehicul electric este în mișcare, creând condiții de conducere periculoase.
Data publicării: 11 septembrie 2024
