Battery Management System (BMS) hraje zásadní roli při zajišťování bezpečného a efektivního provozu lithium-iontových baterií, včetně LFP a ternárních lithiových baterií (NCM/NCA). Jeho primárním účelem je monitorovat a regulovat různé parametry baterie, jako je napětí, teplota a proud, aby se zajistilo, že baterie bude fungovat v bezpečných mezích. BMS také chrání baterii před přebitím, nadměrným vybitím nebo provozem mimo její optimální teplotní rozsah. V bateriových sadách s více řadami článků (bateriových řetězců) řídí BMS vyvážení jednotlivých článků. Když BMS selže, baterie zůstane zranitelná a následky mohou být vážné.
1. Přebíjení nebo nadměrné vybíjení
Jednou z nejdůležitějších funkcí BMS je zabránit přebití nebo nadměrnému vybití baterie. Přebíjení je zvláště nebezpečné pro baterie s vysokou energetickou hustotou, jako je ternární lithium (NCM/NCA), protože jsou náchylné k tepelnému úniku. K tomu dochází, když napětí baterie překročí bezpečné limity a generuje nadměrné teplo, které může vést k výbuchu nebo požáru. Nadměrné vybíjení může na druhé straně způsobit trvalé poškození článků, zejména u baterií LFP, které mohou po hlubokém vybití ztratit kapacitu a vykazovat špatný výkon. U obou typů může selhání BMS při regulaci napětí během nabíjení a vybíjení vést k nevratnému poškození bateriového bloku.
2. Přehřátí a Thermal Runaway
Ternární lithiové baterie (NCM/NCA) jsou zvláště citlivé na vysoké teploty, více než baterie LFP, které jsou známé svou lepší tepelnou stabilitou. Oba typy však vyžadují pečlivé řízení teploty. Funkční BMS monitoruje teplotu baterie a zajišťuje, že zůstane v bezpečném rozsahu. Pokud BMS selže, může dojít k přehřátí, což spustí nebezpečnou řetězovou reakci zvanou tepelný únik. V bateriové sadě složené z mnoha sérií článků (bateriových řetězců) se tepelný únik může rychle šířit z jednoho článku na druhý, což vede ke katastrofickému selhání. U vysokonapěťových aplikací, jako jsou elektrická vozidla, je toto riziko ještě větší, protože hustota energie a počet článků jsou mnohem vyšší, což zvyšuje pravděpodobnost vážných následků.
3. Nerovnováha mezi články baterie
U vícečlánkových bateriových sad, zejména těch s vysokonapěťovými konfiguracemi, jako jsou elektrická vozidla, je vyrovnávání napětí mezi články zásadní. BMS je zodpovědný za zajištění rovnováhy všech buněk v balení. Pokud BMS selže, některé články se mohou přebít, zatímco jiné zůstanou podbité. V systémech s více řetězci baterií tato nerovnováha nejen snižuje celkovou účinnost, ale představuje také bezpečnostní riziko. Zejména přebitým článkům hrozí přehřátí, které může způsobit jejich katastrofální selhání.
4. Ztráta monitorování a protokolování dat
Ve složitých bateriových systémech, jako jsou systémy používané ve skladech energie nebo elektrických vozidlech, BMS nepřetržitě monitoruje výkon baterie, zaznamenává data o nabíjecích cyklech, napětí, teplotě a stavu jednotlivých článků. Tyto informace jsou důležité pro pochopení stavu bateriových sad. Když BMS selže, toto kritické monitorování se zastaví, takže není možné sledovat, jak dobře buňky ve smečce fungují. U vysokonapěťových bateriových systémů s mnoha řadami článků může neschopnost monitorovat stav článků vést k neočekávaným poruchám, jako je náhlá ztráta napájení nebo tepelné události.
5. Výpadek napájení nebo snížená účinnost
Selhání BMS může vést ke snížení účinnosti nebo dokonce k úplnému výpadku napájení. Bez řádného vedenínapětí, teplota a vyvážení článků se může systém vypnout, aby se předešlo dalšímu poškození. V aplikacích, kdevysokonapěťové bateriové řetězcejako elektrická vozidla nebo průmyslová úložiště energie, mohlo by to vést k náhlé ztrátě energie, což představuje značná bezpečnostní rizika. Například aternární lithiumbaterie se může neočekávaně vypnout, když je elektrické vozidlo v pohybu, což vytváří nebezpečné jízdní podmínky.
Čas odeslání: 11. září 2024
