Sustav za upravljanje baterijama (BMS) igra vitalnu ulogu u osiguravanju sigurnog i učinkovitog rada litij-ionskih baterija, uključujući LFP i ternarne litijeve baterije (NCM/NCA). Njegova je primarna svrha praćenje i regulacija različitih parametara baterije, poput napona, temperature i struje, kako bi se osiguralo da baterija radi unutar sigurnih granica. BMS također štiti bateriju od prekomjernog punjenja, prekomjernog pražnjenja ili rada izvan optimalnog temperaturnog raspona. U baterijskim paketima s više nizova ćelija (nizovima baterija), BMS upravlja balansiranjem pojedinačnih ćelija. Kada BMS zakaže, baterija postaje ranjiva, a posljedice mogu biti ozbiljne.
1. Prekomjerno punjenje ili prekomjerno pražnjenje
Jedna od najvažnijih funkcija BMS-a je sprječavanje prekomjernog punjenja ili prekomjernog pražnjenja baterije. Prekomjerno punjenje je posebno opasno za baterije visoke gustoće energije poput ternarnih litijevih (NCM/NCA) baterija zbog njihove osjetljivosti na toplinski bijeg. To se događa kada napon baterije prijeđe sigurne granice, stvarajući višak topline, što bi moglo dovesti do eksplozije ili požara. Prekomjerno pražnjenje, s druge strane, može uzrokovati trajno oštećenje ćelija, posebno u LFP baterijama, koje mogu izgubiti kapacitet i pokazati slabe performanse nakon dubokog pražnjenja. U obje vrste, neuspjeh BMS-a u regulaciji napona tijekom punjenja i pražnjenja može rezultirati nepovratnim oštećenjem baterijskog sklopa.
2. Pregrijavanje i termalni bijeg
Ternarne litijeve baterije (NCM/NCA) posebno su osjetljive na visoke temperature, više od LFP baterija, koje su poznate po boljoj toplinskoj stabilnosti. Međutim, obje vrste zahtijevaju pažljivo upravljanje temperaturom. Funkcionalni BMS prati temperaturu baterije, osiguravajući da ostane unutar sigurnog raspona. Ako BMS zakaže, može doći do pregrijavanja, što pokreće opasnu lančanu reakciju koja se naziva toplinski bijeg. U baterijskom paketu sastavljenom od mnogo nizova ćelija (nizova baterija), toplinski bijeg može se brzo širiti iz jedne ćelije u drugu, što dovodi do katastrofalnog kvara. Za visokonaponske primjene poput električnih vozila, ovaj se rizik povećava jer su gustoća energije i broj ćelija mnogo veći, što povećava vjerojatnost teških posljedica.
3. Neravnoteža između baterijskih ćelija
U višećelijskim baterijskim paketima, posebno onima s konfiguracijama visokog napona kao što su električna vozila, uravnoteženje napona između ćelija je ključno. BMS je odgovoran za osiguravanje da su sve ćelije u paketu uravnotežene. Ako BMS zakaže, neke ćelije mogu postati prepunjene, dok druge ostanu nedovoljno napunjene. U sustavima s više nizova baterija, ova neravnoteža ne samo da smanjuje ukupnu učinkovitost, već predstavlja i sigurnosnu opasnost. Prepunjene ćelije su posebno izložene riziku od pregrijavanja, što može uzrokovati njihov katastrofalan kvar.
4. Gubitak praćenja i zapisivanja podataka
U složenim baterijskim sustavima, poput onih koji se koriste u skladištima energije ili električnim vozilima, BMS kontinuirano prati performanse baterije, bilježeći podatke o ciklusima punjenja, naponu, temperaturi i stanju pojedinačnih ćelija. Ove informacije su ključne za razumijevanje stanja baterijskih paketa. Kada BMS zakaže, ovo kritično praćenje prestaje, što onemogućuje praćenje funkcioniranja ćelija u paketu. Kod visokonaponskih baterijskih sustava s mnogo nizova ćelija, nemogućnost praćenja stanja ćelija mogla bi dovesti do neočekivanih kvarova, poput naglog gubitka napajanja ili toplinskih događaja.
5. Nestanak struje ili smanjena učinkovitost
Neispravan BMS može rezultirati smanjenom učinkovitošću ili čak potpunim nestankom napajanja. Bez pravilnog upravljanjanapon, temperature i balansiranja ćelija, sustav se može isključiti kako bi se spriječila daljnja oštećenja. U primjenama gdjevisokonaponski baterijski nizoviuključeni su, poput električnih vozila ili industrijskih sustava za pohranu energije, što bi moglo dovesti do iznenadnog gubitka napajanja, što predstavlja značajan sigurnosni rizik. Na primjer,ternarni litijBaterija se može neočekivano isključiti dok je električno vozilo u pokretu, stvarajući opasne uvjete vožnje.
Vrijeme objave: 11. rujna 2024.
