Система управления батареями (BMS)играет жизненно важную роль в обеспечении безопасной и эффективной работы литий-ионных батарей, включая LFP и тройные литиевые батареи (NCM/NCA). Его основная цель — контролировать и регулировать различные параметры батареи, такие как напряжение, температура и ток, чтобы обеспечить работу батареи в безопасных пределах. BMS также защищает батарею от перезарядки, чрезмерной разрядки или работы за пределами оптимального температурного диапазона. В аккумуляторных блоках с несколькими сериями ячеек (батарейными цепочками) BMS управляет балансировкой отдельных ячеек. Когда BMS выходит из строя, аккумулятор остается уязвимым, и последствия могут быть серьезными.
1. Перезарядка или чрезмерная разрядка
Одной из наиболее важных функций BMS является предотвращение перезарядки или чрезмерной разрядки аккумулятора. Перезаряд особенно опасен для аккумуляторов с высокой плотностью энергии, таких как тройные литиевые (NCM/NCA), из-за их склонности к тепловому выходу из строя. Это происходит, когда напряжение аккумулятора превышает безопасные пределы, вызывая избыточное тепло, что может привести к взрыву или пожару. С другой стороны, чрезмерная разрядка может привести к необратимому повреждению ячеек, особенно вАккумуляторы ЛФП, который может потерять емкость и ухудшить производительность после глубокой разрядки. В обоих типах неспособность BMS регулировать напряжение во время зарядки и разрядки может привести к необратимому повреждению аккумуляторной батареи.
2. Перегрев и тепловой разгон
Тройные литиевые батареи (NCM/NCA) особенно чувствительны к высоким температурам, в большей степени, чем батареи LFP, которые известны своей лучшей термической стабильностью. Однако оба типа требуют тщательного регулирования температуры. Функциональная система BMS контролирует температуру аккумулятора, обеспечивая ее поддержание в безопасном диапазоне. Если BMS выходит из строя, может произойти перегрев, вызывающий опасную цепную реакцию, называемую тепловым выходом из-под контроля. В аккумуляторном блоке, состоящем из множества рядов ячеек (батарейных цепочек), температурный разгон может быстро распространяться от одного элемента к другому, что приводит к катастрофическому выходу из строя. Для высоковольтных устройств, таких как электромобили, этот риск увеличивается, поскольку плотность энергии и количество ячеек намного выше, что увеличивает вероятность серьезных последствий.
3. Дисбаланс между элементами батареи
В многоячеечных аккумуляторных блоках, особенно в высоковольтных конфигурациях, таких как электромобили, балансировка напряжения между ячейками имеет решающее значение. BMS отвечает за обеспечение сбалансированности всех ячеек в блоке. Если BMS выйдет из строя, некоторые элементы могут оказаться перезаряженными, а другие останутся недозаряженными. В системах с несколькими цепочками батарей этот дисбаланс не только снижает общую эффективность, но и создает угрозу безопасности. Перезаряженные элементы особенно подвержены риску перегрева, что может привести к их катастрофическому выходу из строя.
4. Сбой электропитания или снижение эффективности.
Неисправность BMS может привести к снижению эффективности или даже к полному отключению электроэнергии. Без надлежащего управления напряжением, температурой и балансировкой ячеек система может отключиться, чтобы предотвратить дальнейшее повреждение. В приложениях, где задействованы высоковольтные аккумуляторные батареи, например, в электромобилях или промышленных накопителях энергии, это может привести к внезапной потере мощности, что создает значительную угрозу безопасности. Например, тройная литиевая аккумуляторная батарея может неожиданно отключиться во время движения электромобиля, создавая опасные условия вождения.
Время публикации: 23 сентября 2024 г.
