Systém správy baterií (BMS) hraje zásadní roli v zajištění 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 pracuje v bezpečných mezích. BMS také chrání baterii před přebíjením, nadměrným vybíjením nebo provozem mimo optimální teplotní rozsah. V bateriových blocích s více sériemi článků (bateriových řetězcích) řídí BMS vyvažování jednotlivých článků. Když BMS selže, baterie je zranitelná a následky mohou být závažné.
1. Přebíjení nebo nadměrné vybíjení
Jednou z nejdůležitějších funkcí BMS je zabránit přebíjení nebo nadměrnému vybíjení baterie. Přebíjení je obzvláště nebezpečné pro baterie s vysokou energetickou hustotou, jako jsou ternární lithiové baterie (NCM/NCA), kvůli jejich náchylnosti k tepelnému úniku. K tomu dochází, když napětí baterie překročí bezpečné limity, což vede k nadměrnému zahřívání, které by mohlo vést k výbuchu nebo požáru. Nadměrné vybíjení může naopak 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 v regulaci napětí během nabíjení a vybíjení vést k nevratnému poškození baterie.
2. Přehřátí a tepelný únik
Ternární lithiové baterie (NCM/NCA) jsou obzvláště citlivé na vysoké teploty, více než baterie LFP, které jsou známé lepší tepelnou stabilitou. Oba typy však vyžadují pečlivé řízení teploty. Funkční systém BMS monitoruje teplotu baterie a zajišťuje, aby zůstala v bezpečném rozmezí. Pokud BMS selže, může dojít k přehřátí, které spustí nebezpečnou řetězovou reakci zvanou tepelný únik. V bateriovém bloku složeném 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 zvýšeno, protože hustota energie a počet článků jsou mnohem vyšší, což zvyšuje pravděpodobnost závažných následků.
3. Nerovnováha mezi články baterie
U vícečlánkových bateriových bloků, zejména u těch s vysokonapěťovými konfiguracemi, jako jsou elektromobily, je vyrovnávání napětí mezi články klíčové. Systém BMS (Business Management System) je zodpovědný za zajištění vyvážení všech článků v bloku. Pokud systém BMS selže, některé články se mohou přebít, zatímco jiné zůstanou nedostatečně nabité. V systémech s více bateriovými řetězci tato nerovnováha nejen snižuje celkovou účinnost, ale také představuje bezpečnostní riziko. Zejména přebité články jsou vystaveny riziku přehřátí, což může způsobit jejich katastrofické selhání.
4. Ztráta monitorování a zaznamenávání dat
V komplexních bateriových systémech, jako jsou ty používané v úložištích energie nebo elektromobilech, systém BMS nepřetržitě monitoruje výkon baterie a zaznamenává data o nabíjecích cyklech, napětí, teplotě a stavu jednotlivých článků. Tyto informace jsou zásadní pro pochopení stavu bateriových bloků. Když systém BMS selže, toto kritické monitorování se zastaví, což znemožňuje sledovat, jak dobře články v bloku fungují. U vysokonapěťových bateriových systémů s mnoha sériemi článků by neschopnost monitorovat stav článků mohla vést k neočekávaným poruchám, jako je náhlá ztráta napájení nebo tepelné události.
5. Výpadek napájení nebo snížená účinnost
Selhání systému BMS může vést ke snížení účinnosti nebo dokonce k úplnému výpadku napájení. Bez řádné správynapětí, teploty a vyvážení článků se systém může vypnout, aby se zabránilo dalšímu poškození. V aplikacích, kdevysokonapěťové bateriové řetězcepokud se jedná o elektromobily nebo průmyslové úložiště energie, mohlo by to vést k náhlé ztrátě energie, což představuje značné bezpečnostní riziko. Napříkladternární lithiumBateriový blok se může během jízdy elektromobilu neočekávaně vypnout, což vede k nebezpečným jízdním podmínkám.
Čas zveřejnění: 11. září 2024
