Система управления батареями (BMS)Играет важнейшую роль в обеспечении безопасной и эффективной работы литий-ионных аккумуляторов, включая LFP и тройные литиевые аккумуляторы (NCM/NCA). Её основная задача — контролировать и регулировать различные параметры аккумулятора, такие как напряжение, температура и ток, для обеспечения его работы в безопасных пределах. Система управления аккумулятором (BMS) также защищает аккумулятор от перезаряда, переразряда и работы за пределами оптимального температурного диапазона. В аккумуляторных батареях с несколькими рядами ячеек (цепочками аккумуляторов) система BMS управляет балансировкой отдельных ячеек. Выход из строя BMS делает аккумулятор уязвимым, и последствия могут быть серьёзными.
1. Перезарядка или переразрядка
Одна из важнейших функций BMS — предотвращение перезаряда или переразряда аккумулятора. Перезаряд особенно опасен для аккумуляторов с высокой плотностью энергии, таких как тройные литий-ионные (NCM/NCA), из-за их склонности к тепловому разгону. Это происходит, когда напряжение аккумулятора превышает безопасные пределы, что приводит к избыточному нагреву, что может привести к взрыву или возгоранию. Переразряд, с другой стороны, может привести к необратимому повреждению элементов, особенно вLFP-аккумуляторы, которые могут терять ёмкость и демонстрировать низкую производительность после глубоких разрядов. В обоих случаях неспособность системы BMS регулировать напряжение во время зарядки и разрядки может привести к необратимому повреждению аккумулятора.
2. Перегрев и тепловой разгон
Тройные литиевые аккумуляторы (NCM/NCA) особенно чувствительны к высоким температурам, в большей степени, чем LFP-аккумуляторы, которые известны своей лучшей термостабильностью. Однако оба типа требуют тщательного управления температурой. Функциональная система BMS контролирует температуру аккумулятора, поддерживая её в безопасном диапазоне. В случае отказа BMS может произойти перегрев, запускающий опасную цепную реакцию, называемую тепловым разгоном. В аккумуляторной батарее, состоящей из множества последовательно соединенных ячеек (цепочек батарей), тепловой разгон может быстро распространяться от одной ячейки к другой, приводя к катастрофическому отказу. В высоковольтных устройствах, таких как электромобили, этот риск возрастает, поскольку плотность энергии и количество ячеек значительно выше, что увеличивает вероятность серьёзных последствий.
3. Дисбаланс между ячейками аккумулятора
В многоэлементных аккумуляторных батареях, особенно в высоковольтных конфигурациях, таких как электромобили, балансировка напряжения между ячейками имеет решающее значение. Система BMS отвечает за балансировку всех ячеек в батарее. В случае отказа BMS некоторые ячейки могут оказаться перезаряженными, а другие — недозаряженными. В системах с несколькими рядами батарей этот дисбаланс не только снижает общую эффективность, но и представляет угрозу безопасности. Перезаряженные ячейки особенно подвержены риску перегрева, что может привести к их катастрофическому выходу из строя.
4. Отказ электропитания или снижение эффективности
Неисправность системы управления аккумуляторными батареями (BMS) может привести к снижению эффективности или даже к полному отключению питания. Без надлежащего управления напряжением, температурой и балансировкой ячеек система может отключиться, чтобы предотвратить дальнейшее повреждение. В приложениях, где используются высоковольтные аккумуляторные батареи, например, в электромобилях или промышленных системах накопления энергии, это может привести к внезапному отключению питания, создавая значительные риски для безопасности. Например, тройной литиевый аккумулятор может неожиданно отключиться во время движения электромобиля, создавая опасные условия для вождения.
Время публикации: 23 сентября 2024 г.
