Система управления аккумуляторными батареями (BMS) играет важную роль в обеспечении безопасной и эффективной работы литий-ионных аккумуляторов, включая LFP и тройные литиевые батареи (NCM/NCA). Ее основная цель — контролировать и регулировать различные параметры аккумулятора, такие как напряжение, температура и ток, чтобы гарантировать работу аккумулятора в безопасных пределах. BMS также защищает аккумулятор от перезарядки, чрезмерной разрядки или работы за пределами оптимального температурного диапазона. В аккумуляторных батареях с несколькими рядами ячеек (цепочками батарей) BMS управляет балансировкой отдельных ячеек. Когда BMS выходит из строя, аккумулятор остается уязвимым, и последствия могут быть серьезными.
1. Перезарядка или переразрядка
Одной из важнейших функций BMS является предотвращение перезаряда или чрезмерной разрядки аккумулятора. Чрезмерная зарядка особенно опасна для аккумуляторов с высокой плотностью энергии, таких как тройные литиевые (NCM/NCA), из-за их подверженности тепловому разгону. Это происходит, когда напряжение аккумулятора превышает безопасные пределы, генерируя избыточное тепло, что может привести к взрыву или возгоранию. С другой стороны, чрезмерная разрядка может привести к необратимому повреждению ячеек, особенно в аккумуляторах LFP, которые могут терять емкость и демонстрировать плохую производительность после глубоких разрядов. 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 управления температурой. Функциональная BMS контролирует температуру батареи, гарантируя, что она остается в безопасном диапазоне. Если BMS выходит из строя, может произойти перегрев, вызывающий опасную цепную реакцию, называемую тепловым разгоном. В аккумуляторной батарее, состоящей из множества рядов ячеек (цепочек батарей), тепловой разгон может быстро распространяться от одной ячейки к другой, что приводит к катастрофическому отказу. Для высоковольтных приложений, таких как электромобили, этот риск увеличивается, поскольку плотность энергии и количество ячеек намного выше, что увеличивает вероятность серьезных последствий.
3. Дисбаланс между ячейками аккумулятора
В многоэлементных аккумуляторных батареях, особенно в тех, которые имеют конфигурации высокого напряжения, например, в электромобилях, балансировка напряжения между ячейками имеет решающее значение. BMS отвечает за обеспечение балансировки всех ячеек в батарее. Если BMS выходит из строя, 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. В частности, перезаряженные ячейки подвержены риску перегрева, что может привести к их катастрофическому отказу.
4. Потеря мониторинга и регистрации данных
В сложных аккумуляторных системах, таких как те, которые используются в накопителях энергии или электромобилях, BMS непрерывно отслеживает производительность аккумулятора, регистрируя данные о циклах зарядки, напряжении, температуре и состоянии отдельных ячеек. Эта информация жизненно важна для понимания состояния аккумуляторных батарей. Когда BMS выходит из строя, этот критически важный мониторинг прекращается, что делает невозможным отслеживание того, насколько хорошо функционируют ячейки в пакете. Для высоковольтных аккумуляторных систем с большим количеством рядов ячеек невозможность контролировать состояние ячеек может привести к неожиданным отказам, таким как внезапная потеря мощности или тепловые события.
5. Отказ электропитания или снижение эффективности
Неисправная система управления зданием может привести к снижению эффективности или даже к полному отключению питания. Без надлежащего управленияНапряжение, температуры и балансировки ячеек, система может отключиться, чтобы предотвратить дальнейшее повреждение. В приложениях, гдевысоковольтные аккумуляторные батареизадействованы, как электромобили или промышленные накопители энергии, это может привести к внезапной потере мощности, что создает значительные риски для безопасности. Например,тройной литийАккумуляторная батарея может неожиданно отключиться во время движения электромобиля, создавая опасные условия для вождения.
Время публикации: 11 сентября 2024 г.
